Как рассчитать мощность котла для отопления дома. Мощность котла отопления: способы расчета

Отопительный котел является центральным устройством системы обогрева. Для его работы с максимальной производительностью и во избежание перерасхода энергии необходим точный расчет мощности котла отопления. Тепловой генератор, рассчитанный на должном уровне, сможет сохранять оптимальную функциональность с гораздо меньшими затратами на его обслуживание.

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%.

Простейшая формула подсчета требуемой теплоэнергии для отопления

Для примерного подсчета существует элементарная формула: W = S × Wуд, где

W - это мощность агрегата;

S - величина площади строения в м², с учетом всех помещений под обогрев;

Wуд - стандартный показатель удельной мощности, который применяется при подсчете в конкретном климатическом регионе.

Стандартное значение удельной мощности базируется на опыте использования разнообразных отопительных систем.

Среднестатистическая информация выясняется у сотрудника ЖКХ в вашем регионе. После этого умножьте это значение на суммарную площадь строения, и вы получите средний показатель необходимой мощности котла.

Примeр расчета

Газ - самый распространенный вид топлива. Как рассчитать мощность газового котла? Рассмотрим пример расчета для строения площадью в 150 м², которое предположительно расположено в Красноярском крае. Подсчет произведен для системы отопления с естественной циркуляцией без постоянного давления от насоса. Удельная мощность в рассматриваемом регионе составляет 0,90 кВт/м².

150 м² / 10 м² = 15 - это промежуточный коэффициент подсчета, в котором подразумевается, что на отдельные 10 м² площади отапливаемого помещения требуется 1 кВт тепловой мощности агрегата.

15 × 0,90 кВт/м² = 13,5 кВт.

В итоге получено среднее значение тепловой энергии, требующееся конкретному строению со среднестатистическими теплоизоляционными и климатическими показателями.

Если учитывать использование горячей воды для ванной комнаты и кухни, необходимо будет прибавить не менее 20% к мощности: 13,5 + 13,5 × 0,2 = 16,2 кВт.

Стоит обратить внимание на то, что давление в котле и тепловой магистрали может быть малоустойчивым, для этого необходимо прибавить еще 15% к мощности: 16,2 + 13,5 × 0,15 = 18,225 кВт.

Учитывая то, что определенную утечку тепловой энергии не избежать, необходимо округлить полученный результат в большую сторону. Получается, что для обеспечения обогрева конкретного строения при помощи отопительного агрегата на газовом топливе потребуется котел с минимальной мощностью 19 кВт.

Вычисления мощности для агрегатов на газовом топливе чаще всего выполняются в период планировки строения. Причиной этому является изначальное заложение в проект расположения отопительных приборов, проемов для воздухообмена, дымохода, а также отдельного помещения под обогревательную установку.

Если вам необходимо продумать отопление в уже существующем строении, которое не имеет нужных условий по размещению агрегата на газовом топливе, потребуется установить альтернативную систему отопления. На ее роль хорошо подойдет электрическая установка, подсчет мощности которой производится по аналогичным вычислениям.

Помимо вышеуказанных расчетов, вычисление тепловой мощности котла может произвести специально созданный для этого калькулятор. Он такие параметры, как суммарная площадь помещения, его высота, тип окон и т.д. Чтобы узнать тепловую мощность, необходимо внести в программу требуемые показатели, предварительно выяснив их точное значение.

Вычисление необходимой мощности для обогрева частного дома - не такая уж и сложная задача, тем более, если использовать программу калькулятор. С ней может справиться любой, желающий сэкономить средства и обеспечить оптимальное отопление без лишних затрат тепловой энергии.

Чтобы температура в доме всю зиму оставалась комфортной, котел отопления — каким бы ни была его разновидность — должен быть в состоянии производить столько тепла, сколько требуется для восполнения всего комплекса тепловых потерь, имеющихся в доме. Кроме того, он должен быть в состоянии обеспечить дополнительный нагрев, необходимый при расширении помещения или в случае аномальных холодов. Поэтому у вдумчивых хозяев и возникает вопрос, как рассчитать необходимую мощность котлов для отопления принадлежащих им домов, как гарантированно обеспечить свои дома теплом.

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.

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

Расчет, производимый исходя из размера отапливаемой площади

Решая, как рассчитать оптимальную мощность котла, вполне достаточно лишь знать площадь отапливаемых помещений, что позволит приблизительно оценить требуемую производительность этого агрегата. Так, считается, что мощность котла в 1 кВт может быть вполне достаточной для обогрева 10 м 2 , если речь идет о средней полосе нашей страны. Поэтому можно легко прикинуть, что имея дом с размером отапливаемой площади в 140 м 2 , следует обзавестись котлом мощностью в 16 кВт.

Подробно о существующих ныне котлах отопления вы можете , которую мы опубликовали несколько ранее.

Указанная выше цифра является очень приблизительной, поскольку она не учитывает ни конкретную климатическую зону, ни существующую в доме высоту потолков. Чтобы учесть эти нюансы, следует применять выведенные эмпирическим путем коэффициенты, позволяющие внести соответствующие коррективы.

Корректировочные коэффициенты

Высота потолков

Названный выше норматив «1кВт на каждые 10м 2 » применим к потолкам высотой до 2,7 м. Если же потолки в ваших комнатах выше, то следует самому вычислить соответствующий коэффициент и пересчитать. Для получения этого поправочного коэффициента реальную высоту потолков следует разделить на стандартную цифру 2,7 м.

Возьмем конкретный пример. Допустим, высота потолков в вашем доме составляет 3 м. Чтобы рассчитать поправочный коэффициент, производим деление 3 м: 2,7 м = 1,11. Результат округляем в соответствии с правилами математики и окончательно получаем 1,1. Для обогрева вашего жилища площадью 140 м 2 потребуется котел мощностью 140: 10 × 1,1 = 15,4 кВт. Полученный результат следует округлить в сторону увеличения, из чего вы должны заключить, что мощность котла должна быть 16 кВт или более.

Климатические условия

Для учета климатических особенностей всегда пользуются уже готовыми коэффициентами:

• южные регионы – 0,7÷0,9;
• средняя полоса – 1,0÷1,2;
• Подмосковье – 1,2÷1,5;
• северные регионы – 1,5÷2,0.

И опять обратимся к конкретному примеру, использовав результат, полученный выше для 140-метрового дома. Если вы проживаете, например, недалеко от Петрозаводска, то имеет смысл воспользоваться коэффициентом 2,0 и приобрести котел мощностью не менее 32 кВт (16 кВт × 2 = 32 кВт). Если же вам повезло и ваш дом находится где-то недалеко от Краснодара, то котел может иметь мощность от 13 кВт (16 кВт × 0,8 = 12,8 ≈ 13 кВт).

Подогрев воды

Итак, мы перечислили основные факторы, которые обязательно необходимо принимать в расчет. Однако определенная таким образом величина мощности может быть правильной лишь при условии использования котла только для нужд отопления. Если же на него будет возлагаться и подогрев воды, то полученный результат необходимо увеличить приблизительно на 20%, добавив к этому определенный резерв на пиковые морозы в зимнюю пору. Размер такого резерва принимается равным 10%. Внесение этих корректив приведет нас к новым результатам:

• Отопление дома и ГВС в Петрозаводске. Добавляем мощности для подогрева воды: 32 кВт + 20% = 38,4 кВт. Вносим корректировку на морозные пики: 38,4 + 10% = 42,24 кВт. Как и положено, округляем в сторону увеличения, что нам дает 43 кВт, то есть цифру, существенно превышающую изначальную.
• Отопление дома и ГВС в Краснодаре. Добавляем мощности для подогрева воды: 13 кВт + 20% = 15,6 кВт. Вносим корректировку на морозные пики: 15,6 кВт + 10% = 17,16 кВт. В результате округления получаем 18 кВт, что также превышает изначально полученную цифру.

Самый легкий способ расчета

Приведенные выше расчеты показывают, что учет только что названных факторов совершенно необходим. Однако существует способ, позволяющий внести необходимые коррективы за один прием.

При необходимости рассчитать мощность отопительного котла для дома используется коэффициент, равный 1,5. Этим коэффициентом учитывается величина теплопотерь через все элементы домовой конструкции. Он справедлив в случае нормального утепления стен, то есть при наличии двухкирпичной кладки или при использовании стройматериалов, имеющих аналогичные характеристики.

Эффективность работы котла отопления зависит от его мощности в соотношении к площади, которую он должен обогреть. Поэтому , приобретение этого прибора должно происходить только после тщательного вычисления всех его параметров, а также реальной оценки условий, в которых он будет эксплуатироваться. Если эти пренебречь, деньги, потраченные на покупку оборудования, могут быть выброшены на ветер — его мощности не будет хватать на обогрев дома или, если она излишняя, придется регулярно переплачивать солидные суммы за энергоносители.

Что нужно учитывать при расчете ?

• Первое с чего нужно начать расчет — это помещения дома. Учесть нужно все их характеристики, включая объем и площадь, материалы из которого возведено строение и степень его утепления.
• Кроме этого, нужно просчитать источники холода, которыми являются элементы дома, и без которых он не может обойтись — двери и окна, пол, стены и крыша, вентиляционная система.

• Все эти элементы конструкции или технического оснащения по-разному сдерживают тепло в помещениях, но каждый из них дает определенный процент теплопотерь, в зависимости материала своего изготовления.
• Важную роль в расчетах играет и разница температур воздуха в комнатах жилища и на улице — чем ниже она на снаружи здания, тем быстрее остывает дом.
• Учитывается и средняя зимняя температура в регионе, где расположено здание.
• Если котел будет предназначен не только для отопления, но и для нагрева воды — этот фактор также нужно учесть при расчетах .

Вооружившись подобными показателями, можно произвести расчет и определить мощность отопительного котла разными способами.

Методы расчетов

• Точный компьютерный расчет теплопотерь может провести специалист-проектировщик при составлении проекта дома.

• Если таких расчетов по проекту не производилось, то их можно выполнить и самостоятельно, если это касается частного дома, имеющего небольшую площадь. При этом придется ответить на некоторые вопросы:

— из какого материала возведены стены, и какую толщину они имеют;

— каков общий объем кубатуры дома;

— наличие утеплителя и его толщина;

— количество окон, их размеры, материалы из которых они изготовлены. Если это стеклопакеты, то, количество камер в них.

Эти вопросы представлены в специальной анкете, которую можно найти в интернете на специализированном сайте. В ней находятся несколько ответов на каждый поставленный вопрос, в зависимости от выбора которых и будет произведен расчет мощности отопительного аппарата для конкретного дома.

• Примерно установленный коэффициент, определяющий теплопотери для центральных российских регионов, выглядит так:

— для строения, не имеющего теплоизоляции — 130— 200 Вт/м²;

— для дома 80— 90-х годов, имеющего теплоизоляцию — 85— 115 Вт/м²;

— для постройки начала XXI века, с установленными стеклопакетами — 55— 75 Вт/м².

Этот коэффициент умножается на площадь всего строения и получается число теплопотерь. Однако, нельзя сказать, что опираясь на эти цифры можно получить точные результаты, так как они производятся без учета региона, где расположено жилище, количества, размера оконных проемов и прочих факторов, от которых напрямую зависят теплопотери.

• Еще одним способом расчета мощности отопительного прибора является вычисление удельной мощности обогрева каждой из комнат, которые суммируются, и получается нужное значение. Это делается по формуле, в которой параметры обозначаются следующими буквами и цифрами:

— мощность котла — W;

— мощность для обогрева единицы площади в кв. метрах — W1;

— площадь всех отапливаемых комнат — ΣS.

Сама формула выглядит так: W=ΣSxW1. Чтобы применить ее на практике, нужно знать мощность, необходимую для отопления одного м². Она также определяется, опираясь на некоторые факторы:

— средний температурный показатель в данной местности в холодное время года;

— расположение помещения (внутренняя или торцевая комната);

— количество и размер окон;

— предполагаемое количество источников тепла;

— сопротивление теплоотдаче.

Такой расчет достаточно сложен, поэтому лучше, если он будет произведен специалистами. Но нужно задуматься, стоит ли это делать, когда при проектировании любого сооружения уже внесены нужные показатели, которые учитывают климат региона.

Поэтому можно действовать, используя упрощенный метод определения мощности отопительного прибора.

• В самом простом методе подсчета , оценивается не каждый отдельный фактор и комната, а делается комплексная оценка дома. Для этого разработана совсем простая формула 10 м2 = 1к Вт пр и высоте потолков от 2,6 до 3,1 м . То есть на каждые 10 кв. метров площади требуется мощность 1кВт , если высота потолка не выше, чем 3— 3,1 м .

Например, дом, площадью в 250 кв. метров, потребует для качественного отопления котел , имеющий мощность не менее 25 кВт(250 кв. м : 10 = 25 кВт)

Для каждого региона рассчитано значение коэффициента мощности, который учитывает климат в месте расположения жилища. Произведение его и площади дома также будет цифрой, которая указывает на мощность котла.

Если получается значение мощности такого номинала, котлов с которым не производят, значит, нужно приобрести отопительный прибор, который будет ближе всего к рассчитанному значению.

Пользуясь этим методом расчета , нужно знать, что он удобен своей простотой, но не дает точного результата для зданий, имеющих сложную архитектуру. Поэтому, если требуется сделать расчет для таких строений, лучше будет доверить эту работу специалистам.

Как совместить мощность с расходом топлива?

Чтобы следовать принципам экономии , нужно учесть еще некоторые моменты при эксплуатации котла.

• В холодное время в доме необходимо поддерживать температуру 20— 22 градуса, она оптимально комфортна для человеческого организма. Но учитывая то, что в течение зимы температура меняется, а самые морозные дни бывают только несколько раз за отопительный сезон, то можно согреть дом, используя котел , имеющий мощность наполовину ниже получившейся при расчетах .

Для нормального функционирования котла долгие годы, лучше, если он будет работать с номинальной, а не с пиковой мощностью. Но за отопительный период потребность в поддержании высокой температуры в доме иногда отпадает. Чтобы выйти из этого положения используют смесительные клапаны .

Они нужны для того, чтобы можно было регулировать температуру теплоносителя в батареях. Для этого применяют системы гидравлики с термогидравлическими распределителями или с четырехходовыми клапанами. Если они установлены в системе отопления, температуру можно изменить регулятором, оставляя мощность котла постоянной.

После проведения таких модернизаций, котел даже маленькой мощности будет работать в оптимальном режиме, достаточном для качественного обогрева всех помещений. Это решение достаточно дорогое, но оно поможет сэкономить на расходе топлива.

• Другой случай, когда котел имеет превышенную для данного помещения мощность, и совсем не хочется переплачивать за избыточное топливо, которое должно обеспечивать его работу. Чтобы избежать этих неприятных трат, можно установить буферный бак (бак-аккумулятор), который полностью заполняется водой.

Это дополнение будет к месту, если для отопления используют котлы на твердом топливе — прибор будет работать на полную мощность, даже если требуется только кратковременное тепло.

Когда на улице повышается температура, а котел отключать еще рано, клапан-автомат начинает ограничивать поступление подогретой воды в батареи. Он направляет ее в теплообменник буферного бака, и там она будет нагревать воду, которая уже находится в баке. Объем бака должен составлять 10:1 по отношению к площади дома, например, на 50 квадратных метров площади, понадобится бак объемом в 500 литров.

Эта вода, нагревшись, начинает функционировать после остывания воды в контуре — она начинает поступать в радиаторы, и система продолжит отапливать помещения еще некоторое время.

Видео-лекция специалиста: более подробно о расчетах котла отопления

Выбрав способ расчета мощности котла, дополнительно можно получить консультацию у специалистов, чтобы приобретать прибор уже наверняка. Опираясь на полученные данные при расчетах , можно сэкономить средства при покупке отопительного котла и при его эксплуатации.