Как произвести быстрый расчет мощности котла для типового здания

Тепловая мощность котла – это количество тепла, которое теплогенератор способен передать теплоносителю за счет сжигания топлива или превращения электрической энергии в тепловую (электрокотлы).

отопление

Система отопления частного дома

Потери тепла здания происходят через наружные поверхности — ограждающие конструкции. Чтобы поддерживать постоянную температуру внутри помещения, нужно полностью компенсировать тепловые потери. Они зависят от нескольких факторов:

  • температуры внешнего и внутреннего воздуха;
  • площади поверхности ограждающих конструкций (стен, крыши, полов по грунту), их материала, степени теплоизоляции;
  • наличие окон и дверей в здании, их площади, конструкции;
  • вентиляции помещений, которая может быть как естественной, так и принудительной с рекуперацией (повторным использованием) тепла удаляемого воздуха.

На заметку.Котел с недостаточной мощностью не сможет нагреть воздух в помещении до установленного значения. Работа котла с избыточной мощностью вызовет перерасход топлива и менее плавную работу системы отопления. Результат – трата денег и уменьшение эксплуатационного срока теплогенератора.

Как мы уже выяснили, главный параметр в подборе мощности котла – это тепловые потери здания. Подробный расчет мощности котла отопления не является сложным, но требует времени для вычислений и поиска информации. Поэтому был разработан упрощенный вариант для ориентировочного подсчета.

Для упрощения вычислений был введен показатель удельной мощности котла с привязкой к климатическим особенностям местности. Для России приняты следующие величины:

  • южные области: 0,7-0,9 кВт;
  • северные области: 1,5-2,0 кВт;
  • центральная часть: 1,2-1,5 кВт.

Эти цифры указывают на необходимое количество тепловой энергии для обогрева 10 м2 площади помещения с высотой потолков 2.5 м. Рассмотрим конкретный пример: нужно отопить частный дом общей площадью 150 м2, расположенный в Московской области.

Мощность котла = 150 (площадь дома) * 1,3/10 (удельная мощность для центральной зоны) = 19,5 кВт.Важно!Подобный метод подсчета не учитывает индивидуальных условий (количество окон, дополнительная тепловая изоляция, вентиляция и пр.), поэтому подходит только для ориентировочной оценки. В расчет также не включены затраты энергии на подогрев горячей хозяйственной воды, бассейнов и т.д.

потеря тепла

Потери тепла частного дома

Для точного определения мощности котла, особенно если здание строилось по индивидуальному проекту, где высота потолков более 2.5 м, установлена система вентиляции и много оконных проемов, следует провести подробный расчет тепловых потерь. Он включает в себя: потери тепла через стены, окна, пол, потолки и вентиляцию.

Qст.= kст.* Sст.(tвн. – tнар.)

Обозначение букв:

  • Qст. – тепловые потери стены.
  • kст – коэффициент теплопередачи стены (зависит от материала и изоляции стены и рассчитывается по отдельной формуле).
  • Sст. – площадь стены (рассчитывают по формуле: высота стены, умноженная на длину).
  • tвн. – температура воздуха внутри помещения (принимается 200С.).
  • tнар. – самая низкая температура наружного воздуха (это значение индивидуально для каждой области, указывается в справочнике).

Потери тепла через стену

Потери тепла через стену

Формула расчета для окон схожа с предыдущей: Qокон.= kокон.* Sст.(tвн. – tнар.). Значение букв осталось прежним, необходимо только заменить слово «стена» «окном».

зоны окна

Обозначение зон окна

На заметку.

Расчет тепловых потерь производится только для стен, потолков и полов, соприкасающихся с наружным воздухом. Внутренние перегородки не влияют на потери тепла.

Предлагаем ознакомиться  Сколько хранится раствор фитоспорина м. Инструкция по применению фунгицида фитоспорин м. Проращивание семян в «Фитоспорине»

Q= k* S*(tвн. – tнар.).

Такой расчет подойдет для пола, установленного над грунтом (на лагах или над неотапливаемым подвалом). Если пол соприкасается с грунтом, то коэффициент теплопередачи рассчитывается по другой формуле:

  1. Rc – разделение пола по зонам, каждая из которых имеет свое значение: первая зона = 2.1, вторая зона = 4.3, третья зона = 8.6.

зоны пола

Разделение площади пола на зоны

  1. d – толщинаутепляющего слоя.
  2. λ – коэффициент теплопроводности утеплителя.

Q=0.28-Lп*p*C*(tр – tи)*k

  1. Q – количество тепла, необходимое для нагрева приточного холодного воздуха.
  2. Lп – расход воздуха, удаляемого из помещения (принимается 3 м3/час на каждый м2 площади).
  3. р – плотность воздуха = 1.1.
  4. С – удельная теплоемкость воздуха = 1.
  5. tр – внутренняя температура воздуха.
  6. tи – температура приточного воздуха из системы вентиляции.
  7. k – коэффициент учета встречного теплового потока = 1.

На заметку: Обложившись справочниками и потратив время, можно произвести точный расчёт теплопотерь здания самостоятельно. Но сделать грамотный проект системы отопления в целом неспециалисту очень сложно, если вообще возможно. Правильное решение — поручить проектирование профессиональному теплотехнику, который определит теплопотери и адекватно подберёт теплогенератор по мощности.

Общие моменты

Чтобы в доме было тепло, система отопления должна восполнять все имеющиеся потери тепла в полном объеме. Тепло уходит через стены, окна, пол, крышу. То есть, при расчете мощности котла, необходимо учитывать степень утепления всех этих частей квартиры или дома. При серьезном подходе у специалистов заказывают расчет теплопотерь здания, а по результатам уже подбирают котел и все остальные параметры системы отопления.

Есть второй способ определить теплопотери. Можно по факту определить количество тепла, которое теряет дом/помещение при помощи тепловизора. Это небольшой прибор, который на экране отображает фактическую картину теплопотерь. Заодно можно увидеть где отток тепла больше и принять меры по устранению утечек.

Определение фактических теплопотерь - более легкий способ

Определение фактических теплопотерь — более легкий способ

Теперь о том, стоит ли брать котел с запасом по мощности. Вообще, постоянная работа оборудования на грани возможностей негативно сказывается на сроке его службы. Потому желательно иметь запас по производительности. Небольшой, порядка 15-20% от расчетной величины. Его вполне достаточно для того, чтобы оборудование работало не на пределе своих возможностей.

Слишком большой запас невыгоден экономически: чем мощнее оборудование, тем дороже оно стоит. Причем разница в цене солидная. Так что, если вы не рассматриваете возможность увеличения отапливаемой площади, котел с большим запасом мощности брать не стоит.

Расчет мощности котла по площади

Расчет мощности котла отопления по площади дома и с учетом теплопотерь: формулы

В большинстве случаев используют ориентировочный подсчет тепловой мощности котлоагрегата по площадям нагрева, например, для частного дома:

  • 10 кВт на 100 кв.м;
  • 15 кВт на 150 кв.м;
  • 20 кВт на 200 кв.м.

Подобные вычисления смогут подойти для не очень большого сооружения с утепленным чердачным перекрытием, низкими потолками, хорошей термоизоляцией, окнами с двойным остеклением, но не более того.

Это самый простой способ подобрать котел отопления по мощности. При анализе многих готовых расчетов была выведена средняя цифра: на отопление 10 квадратных метров площади требуется 1 кВт тепла. Эта закономерность справедлива для помещений с высотой потолка в 2,5-2,7 м и средним утеплением. Если ваш дом или квартира подходят под эти параметры, зная площадь вашего дома, вы легко определяете приблизительную производительность котла.

Тепло из дома утекает в разных направлениях

Тепло из дома утекает в разных направлениях

Чтобы было понятнее, приведем пример расчета мощности котла отопления по площади. Имеется одноэтажный дом 12*14 м. Находим его площадь. Для этого умножаем его длину и ширину: 12 м * 14 м = 168 кв.м. По методике, делим площадь на 10 и получаем требуемое количество киловатт: 168 / 10 = 16,8 кВт. Для удобства использования цифру можно округлить: требуемая мощность котла отопления 17 кВт.

Но в частных домах потолки могут быть выше. Если разница составляет всего 10-15 см, ее можно не учитывать, но если высота потолков более чем 2,9 м, придется делать перерасчет. Для этого находит поправочный коэффициент (поделив фактическую высоту на стандартную 2,6 м) и на него умножают найденную цифру.

Пример поправки на высоту потолков. В здании высота потолков — 3,2 метра. Требуется пересчитать мощность котла отопления для данных условий (параметры дома те же, что в первом примере):

  • Высчитываем коэффициент. 3,2 м / 2,6 м = 1,23.
  • Корректируем результат: 17 кВт * 1,23 = 20,91 кВт.
  • Округляем, получаем 21 кВт потребуется для обогрева.
    Выбирая котел по мощности не стоит забывать, что с увеличением мощности увеличиваются и размеры агрегата

    Выбирая котел по мощности не стоит забывать, что с увеличением мощности увеличиваются и размеры агрегата

Как видите, разница вполне приличная. Если ее не учесть, нет гарантии, что в доме будет тепло даже при средних зимних температурах, а уж о сильных морозах и говорить не приходится.

Что еще стоит учесть, так это местоположение. Ведь понятно, что на юге требуется намного меньше тепла, чем в Средней Полосе, а для тех, кто живет на севере «подмосковной» мощности явно будет недостаточною. Для учета региона проживания тоже есть коэффициенты. Даны они с некоторым диапазоном, так как в рамках одной зоны климат все-таки сильно меняется.

  • Средняя полоса России берется за эталон. Тут коэффициент 1-1,1 (ближе к северной границе региона все-таки стоит мощность котла увеличить).
  • Для Москвы и Подмосковья полученный результат требуется умножить на 1,2 — 1,5.
  • Для северных регионов при расчете мощности котла по площади, найденную цифру умножают на 1,5-2,0.
  • Для южной части региона коэффициенты понижающие: 0,7-0,9.
    Учитывать регион проживания тоже обязательно

    Учитывать регион проживания тоже обязательно

Пример корректировки по зонам. Пусть дом, для которого делаем расчет мощности котла, находится на севере Подмосковья. Тогда найденная цифра 21 кВт умножается на 1,5. Итого получаем: 21 кВт * 1,5 = 31,5 кВт.

Предлагаем ознакомиться  Площадь застройки земельного участка СНИП

Как видите, если сравнивать с первоначальной цифрой, полученной при расчете по площади (17 кВт), полученная в результате использования всего двух коэффициентов, значительно отличается. Почти в два раза. Так что эти параметры необходимо учитывать.

Выше шла речь о расчете мощности котла, который работает только на отопление. Если вы планируете еще и воду греть, необходимо производительность еще увеличить. В расчет мощности котла с возможностью подогрева воды для бытовых нужд закладывают 20-25% запаса (умножить надо на 1,2-1,25).

Чтобы не пришлось покупать очень мощный котел, надо дом максимально утеплить

Чтобы не пришлось покупать очень мощный котел, надо дом максимально утеплить

Пример: корректируем под возможность ГВС. Найденную цифру 31,5 кВт умножаем на 1,2 и получаем 37,8 кВт. Разница солидная. Обратите внимание, что запас на подогрев воды берется уже после учета в расчетах местоположения — температура воды от местоположения тоже зависит.

Особенности расчета производительности котла для квартир

Расчет мощности котла для отопления квартир высчитывается по той же норме: на 10 квадратных метров 1 кВт тепла. Но коррекция идет по другим параметрам. Первое, что требует учета — наличие или отсутствие неотапливаемого помещения сверху и снизу.

  • если внизу/вверху находится другая отапливаемая квартира, применяется коэффициент 0,7;
  • если внизу/верху неотапливаемое помещение, никаких изменений не вносим;
  • отапливаемый подвал/чердак — коэффициент 0,9.

Стоит также при расчетах учесть количество стен, выходящих на улицу. В угловых квартирах требуется большее количество тепла:

  • при наличии одной внешней стены — 1,1;
  • две стены выходят на улицу — 1,2;
  • три наружные — 1,3.
Учитывать надо количество наружных стен

Учитывать надо количество наружных стен

Это основные зоны, через которые уходит тепло. Их учитывать обязательно. Можно еще принять во вминание качество окон. Если это стеклопакеты, корректировки можно не вносить. Если стоят старые деревянные окна, найденную цифру надо умножить на 1,2.

Также можно учесть такой фактор, как месторасположение квартиры. Точно также требуется увеличивать мощность, если хотите покупать двухконтурный котел (для подогрева горячей воды).

Предлагаем ознакомиться  Победить климакс

Расчет по объему

В случае с определением мощности котла отопления для квартиры можно использовать другую методику, которая основывается на нормах СНиПа. В них прописаны  нормы на отопление зданий:

  • на обогрев одного кубометра в панельном доме требуется 41 Вт тепла;
  • на возмещение теплопотерь в кирпичном — 34 Вт.

Чтобы использовать этот способ, надо знать общий объем помещений. В принципе, этот подход более правильный, так как он сразу учитывает высоту потолков. Тут может возникнуть небольшая сложность: обычно мы знаем площадь свой квартиры. Объем придется высчитывать. Для этого общую отапливаемую площадь умножаем на высоту потолков. Получаем искомый объем.

Расчет котла отопления для квартир можно сделать по нормативам

Расчет котла отопления для квартир можно сделать по нормативам

Пример расчета мощности котла для отопления квартиры. Пусть квартира находится на третьем этаже пятиэтажного кирпичного дома. Ее общая площадь 87 кв. м, высота потолков 2,8 м.

  1. Находим объем. 87 * 2,7 = 234,9 куб. м.
  2. Округляем — 235 куб. м.
  3. Считаем требуемую мощность: 235 куб. м * 34 Вт = 7990 Вт или 7,99 кВт.
  4. Округляем, получаем 8 кВт.
  5. Так как вверху и внизу находятся отапливаемые квартиры, применяем коэффициент 0,7. 8 кВт * 0,7 = 5,6 кВт.
  6. Округляем: 6 кВт.
  7. Котел будет греть и воду для бытовых нужд. На это дадим запас в 25%. 6 кВт * 1,25  = 7,5 кВт.
  8. Окна в квартире не меняли, стоят старые, деревянные. Потому применяем повышающий коэффициент 1,2: 7,5 кВт * 1,2 = 9 кВт.
  9. Две стены в квартире наружные, потому еще раз умножаем найденную цифру на 1,2: 9 кВт * 1,2 = 10,8 кВт.
  10. Округляем: 11 кВт.

В общем, вот вам эта методика. В принципе, ее можно использовать и для расчета мощности котла для кирпичного дома. Для других типов стройматериалов нормы не прописаны, а панельный частный дом — большая редкость.

Подбор мощности котла по результатам расчетов

Определив тепловые потери стен, окон, потолков и пола, все значения необходимо суммировать, и в результате получится общая величина теплопотерь здания, измеряемая в киловаттах (кВт.). Эта же единица используется для измерения тепловой мощности теплогенераторов. Мощность котла подбирается с запасом в 10-15% от общей мощности теплопотерь здания.

Расчет мощности и количества секций радиаторов

Посчитать мощность и количество секций радиатора для отдельного помещения можно следующим образом:

  1. Вычисляется объем комнаты: длина*ширина*высота.
  2. Тепловые потери комнаты мы уже вычисляли, поэтому можно воспользоваться теми же данными. Если помещение не имеет наружных перегородок, то принимается среднее значение 41 Вт. для каждого м3 объема комнаты. Делаем расчет: объем комнаты умножаем на 41 Вт и получим необходимое количество тепла для обогрева. Для примера: объем комнаты 50 м3*41Вт=2050 Вт.
  3. Каждая секция алюминиевого радиатора передает воздуху 150 Вт. Чтобы передать 2050 Вт, понадобится: 2050/150=13,7 секций. Число округляется до 14.

Подбор секций для радиатора отопления

Подбор секций для радиатора отопления

Подобный расчет поможет подобрать теплогенератор по площади жилища, с учетом всех особенностей здания. Но в процессе вычислений легко допустить ошибку. Безоглядно доверять онлайн-калькуляторам для расчета мощности котла отопления тоже не стоит. Чтобы не пришлось платить дважды, лучше обратиться за помощью к профильным специалистам.