Как рассчитать мощность котла

Котельные большой мощности и их особенности

  1. 1. Виды котельных большой мощности

Котельные большой мощности применяются для обеспечения потребителей централизованным теплоснабжением, для отапливания промышленных предприятий и производств. Мощность таких систем может достигать отметки в десятки МВт. Как и в случае с менее мощными котельными и установками со средними показателями, при проектировании, конструировании, монтаже и пусконаладочных работах используются правила из СНиП II-35-76 «Котельные установки».

Основная особенность котельных большой мощности заключается в сфере их использования. Они возводятся для обеспечения теплом и горячим водоснабжением комплексов зданий, микрорайонов или даже районов. С точки зрения экономической выгоды, их эксплуатация, разумеется, куда более рентабельна, чем применения котельных малой или средней мощности: они обладают более высоким КПД, меньше загрязняют окружающую среду, имеют более низкий расход топлива, проще в обслуживании, требуют для работы меньший штат персонала. Вместе с тем, они могут быть полностью оснащены приборами автоматизации и контроля, что в сочетании с соблюдением правил делает их достаточно безопасными и надёжными. Кроме того, строительство одной высокомощной котельной обходится значительно дешевле, чем конструирование нескольких менее мощных котельных.

Допускается использование в котельных большой мощности водогрейных котлов мощностью до 60 МВт и паровых до 35 т/ч.

Разумеется, наиболее эффективной установкой для обеспечения теплом и ГВС целых районов является теплоэлектроцентраль ТЭЦ, способная единовременно вырабатывать не только тепло, но и электрическую энергию.

В настоящее время котельные большой мощности обеспечивают теплом около 40% населения; остальные получают теплоснабжение от ТЭЦ и автономных котельных.

Виды котельных большой мощности

По своей классификации они не отличаются от других разновидностей тепловых установок. Выделяют:

Также они могут быть исключительно отопительными, исключительно производственными или комбинированными — отопительно-производственными, что весьма выгодно для предприятий, на которых постоянно работают люди, и которые имеют рядом относящиеся к производству жилые здания.

Большой популярностью сегодня пользуются блочно-модульные котельные большой мощности, весьма дешёвые в производстве, простые в эксплуатации и при желании транспортабельные. Они собираются на заводе, доставляются к месту установки в практически готовом виде и требуют всего несколько дней на монтаж и пусконаладочные работы.

Вас также может заинтересовать

Автономные котельные 6 МВт подойдут для обеспечения теплом, ГВС и вентиляцией потребителей любого типа, от жилых помещений и новых микрорайонов, до административных, социальных и промышленных зданий. Компания «АльянсТепло» осуществляет проектирование, производство, транспортировку, монтаж и пусконаладку котельных любой мощности и вида.

Сейчас очень популярными стали блочно-модульные котельные 50 МВт — оборудование, которое размещается в специальных блок-модулях, а потом в практически готовом виде привозится к потребителю. Монтаж и пусконаладка занимают несколько дней, после чего котельная считается готовой к эксплуатации.

Котельная для геологических разработок проектируется и создается специально для обеспечения бесперебойности технологических процессов при работе на скважинах, а также — попутно — удовлетворяет бытовые нужды проживающих на месторождениях людей.

Лицензирование котельной происходит через специальный документ — лицензию на эксплуатацию котельной и тепловых сетей. Это бумага государственного образца, разрешающая эксплуатацию тепловых систем и всего сопутствующего оборудования.

Расчет мощности радиаторов и батарей отопления

Но помимо котла на работу теплоснабжения влияют технические характеристики других компонентов. Поэтому необходимо знать, как рассчитать мощность батареи отопления. Фактически в ней происходит тепловая передача энергии от горячей воды воздуху в помещении.

Виды отопительных радиаторов

Для расчета мощности батарей отопления необходимо фактически определить их теплоотдачу. Так называется сам процесс передачи тепла от нагретого тела воздуху в помещение. Есть несколько факторов, которые влияют на это показатель. Главным из них является материал изготовления. Чем меньше сопротивление теплопередачи у батареи – тем ниже тепловые потери. Однако наряду с этим нужно учитывать эффект аккумулирования энергии. Это наблюдается у чугунных конструкций. Так как для расчета мощность батареи отопления необходимо знать уровень заполнения ее горячей водой – следует вычислить общую площадь конструкции. От этого также зависит суммарная теплоотдача.

Для расчетов необходимо определить Δt по следующей формуле:

Δt=((Тпод-Тобр)/2)-Тпом

Где Тпод, Тобр и Тпом – температуры в подающей, обратной трубе и в помещении.

Для вычисления мощности чугунных радиаторов отопления понадобится коэффициент теплопроводности конкретного материала и общая площадь конструкций. Первое можно взять из стандартных таблиц. Для биметаллических моделей в расчете мощности радиатора отопления учитывается стальные сердечники трубопроводов и алюминиевая нагревательная поверхность.

Вычисление выполняется по следующей формуле:

Q=Δt*k*S

Где Q – удельная теплоемкость радиатора; К – коэффициент теплопроводности; S – общая площадь конструкции.

Таким образом можно рассчитать мощность батареи отопления. Однако на практике это затруднительно, так как остаются неизвестными несколько факторов – фактическая толщина стенки, дополнительные элементы, используемые при изготовлении. Также в расчете мощности батареи теплоснабжения не учитываются тепловые потери в помещении.

Большинство производителей указывает в паспорте радиатора номинальную мощность. Но это делается только для одного теплового режима работы отопления. Поэтому взяв за основу паспортные данные изделия можно точно рассчитать мощность радиатора теплоснабжения.

Расчет котла по объему

Чтобы рассчитать мощность, применяют такую формулу:

где V является объемом дома,

К – коэффициент, показывающий потери тепла в зависимости от теплоизоляции. Имеет следующие значения:

  • 0,6-0,9 – для домов, в которых конструкция является улучшенной, стены кирпичные и покрыты двойной теплоизоляцией, окна имеют двойной стеклопакет и относительно небольшую площадь, крыша сделана из теплоизоляционного материала;
  • 1-1,9 – для домов, которые характеризуются двойной кирпичной кладкой, небольшим количеством окон и крышей, имеющей обычную кровлю;
  • 2-2,9 – для зданий с небольшой теплоизоляцией, то есть тепло задерживают окна и крыша с упрощенной конструкцией, стены с толщиной, равной длине 1 кирпича;
  • 3-4 – для деревянных конструкций или зданий, стены которых представляют собой гофрированный металлический лист.

Расчет мощности для ГВС

Он проводится в следующей последовательности:

  1. Определяется объем теплой воды, которой пользуются все члены семьи.
  2. Определяется объем горячей воды (90-95 °С), которую будет разбавлять проточная вода, чтобы образовалась жидкость, имеющая комфортную температуру.
  3. Рассчитывается дополнительная мощность котла.

Пусть в доме живет семья, которая за сутки использует 150 л теплой воды, то есть жидкости с температурой 37 °С. Такая вода будет подаваться после смешивания горячей и проточной воды. Объем горячей воды определяют по формуле:


где

  • Vв является объемом востребованной теплой воды,
  • Тж – желаемая температура теплой воды на выходе из крана,
  • Тп – температура проточной воды,
  • Тг – температура нагретой жидкости в косвенном бойлере.

Для вышеупомянутого примера Vв = 150 л, Тп = 8 °С, Тж = 37 °С, Тг = 95 °С. Vг = 150*(37-8)/(95-8) = 50 л. Это означает, что для дома хватит бойлера на 50 л.

Формула определения дополнительной мощности такова:

где с является удельной теплоемкостью воды (всегда равняется 4,218 кДж/кг*К),

m – масса воды,

ΔT представляет собой разницу между температурами нагретой и проточной воды.

Рд = 4,218*50*(95-8) = 18 348,3 кДж. В пересчете на кВт/ч эта цифра составляет 5,1 кВт/ч.

Для отопления дома нужно приобрести электрокотел отопления с мощностью 20+5,1 = 25,1 кВт/час. Это в том случае, если вода в котле должна нагреваться за 1 час. Если ее нужно нагревать за 2, то можно установить котел, мощность которого равна 20+2,55 = 22,55 кВт/час.

Расчет мощности газового котла в зависимости от площади

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.

По старым расчетам лучше не делать. Источник фото: porjati.ru

К сожалению, данным условиям соответствуют только немногочисленные строения. С тем, чтобы осуществить наиболее обстоятельный расчет показателя мощности котла, необходимо учитывать полный пакет взаимосвязанных величин, в том числе:

  • атмосферные условия в местности;
  • размер жилой постройки;
  • коэффициент теплопроводности стены;
  • фактическую теплоизоляцию здания;
  • систему регулировки мощности газового котла;
  • объем тепла, требуемый для ГВС.

Расчет одноконтурного котла отопления

Подсчет мощности одноконтурного котлоагрегата настенной или напольной модификации котла с применением соотношения: 10 кВт на 100 м2, необходимо увеличить на 15-20%.

Например, необходимо обогреть здание площадью 80 м2.

Расчет мощности газового котла отопления:

10*80/100*1.2 = 9.60 кВт.

В случае, когда в торговой сети не существует требуемого вида устройств, приобретают модификацию с большим размером кВт. Подобный метод пойдет для источников отопления одноконтурного типа, без нагрузки на горячее водоснабжение, и может быть заложен в основу расчета расхода газа на сезон. Иногда вместо жилой площади расчет выполняют с учетом объема жилого здания квартиры и степени утепления.

Для индивидуальных помещений, построенных по типовому проекту, с высотой потолочного покрытия 3 м, формула расчета довольно простая.

Еще один способ расчета ОК котла

В данном варианте учитывают площадь застройки (П) и коэффициент удельной мощности котлоагрегата (УМК), зависящего от климатического места расположения объекта.

Он варьируется в кВт:

  • 0.7 до 0.9 южные территории РФ;
  • 1.0 до 1.2 центральные регионы РФ;
  • 1.2 до 1.5 Московская область;
  • 1.5 до 2.0 северные районы РФ.

Следовательно, формула для расчета выглядит таким образом:
Мо=П*УМК/10

Например, необходимая мощность источника отопления для постройки в 80 м2, расположенного в северном регионе:

Мо = 80*2/10 = 16 кВт

Если собственник будет устанавливать двухконтурный котлоагрегат, для отопления и ГВС, профессионалы советуют добавить к полученному результату еще 20% мощности на подогрев воды.

Как рассчитать мощность двухконтурного котла

Расчет теплопроизводительности двухконтурного котлоагрегата выполняется на основанию такой пропорции:

10 м2 = 1 000 Вт + 20% (теплопотери) + 20% (подогрев ГВС).

В случае, если здание располагает площадью 200 м2, то требуемый размер будет состоять: 20.0 кВт + 40.0% = 28.0 кВт

Это прикидочный расчет, его лучше уточнить по норме водопользования ГВС на одного человека. Такие данные приводятся в СНИПе:

  • ванная комната – 8.0-9.0 л/мин;
  • душевая установка – 9 л/мин;
  • унитаз – 4.0 л/мин;
  • смеситель в мойке – 4 л/мин.

В техдокументации к водонагревателю указывается, какая необходима теплопроизводительность котла, чтобы гарантировать качественный подогрев воды.

Для теплообменника на 200 л будет достаточно нагревателя нагрузкой приблизительно 30.0 кВт. После рассчитывают производительность, достаточную для обогрева, в конце итоги суммируют.

Расчет мощности бойлера косвенного нагрева

Для того, чтобы сбалансировать нужную мощность одноконтурного агрегата работающего на газовом топливе с бойлером косвенного нагрева, нужно установить какой объем теплообменника потребуется, чтобы обеспечить горячей водой жильцов дома. Используя данные по нормам горячего водопотребления легко можно установить, что расход в сутки для семьи из 4-х человек составит 500 л.

Производительность водонагревателя косвенного нагрева напрямую зависит от площади внутреннего теплообменника, чем более размеры змеевика, тем больше тепловой энергии он передает воде в час. Детализовать такие сведения можно, изучив характеристики по паспорту на оборудование.

Источник фото: coolandtheguide.com

Существуют оптимальные соотношения этих величин для среднего диапазона мощности бойлеров косвенного нагрева и время получения заданной температуры:

  • 100 л, Мо – 24кВт, 14 мин;
  • 120 л, Мо – 24кВт,17 мин;
  • 200 л, Мо – 24кВт, 28 мин.

При выборе водонагревателя рекомендуется, чтобы он нагревал воду примерно за полчаса. Исходя из этих требований предпочтительнее 3-й вариант БКН.

Как учесть высоту потолков при подсчетах?

Приведённая ниже формула пригодна в случае, когда потолки в доме стандартной высоты.

Т.е. не превышают 2,6 – 3 метра. Если же потолки выше, расчёт по площади не подойдёт.

Нужно использовать объём.

Зная объём помещения, можно высчитать прогнозируемые теплопотери (ПТ) по формуле:

ПТ = V (объём) х Pt (разность t) х k : 860.

Pt– разница средних температур на улице и в помещении. Пример: зимой в среднем держится -30 С, а в доме хочется, чтобы было 22 С. Pt = 52. Чем выше будет этот показатель, тем больше строение будет терять тепло.

k – это коэффициент рассеивания. Он зависит от стройматериалов, из которых выполнено строение:

  • Дерево или гофрированное железо, без теплоизоляции = 3–4.
  • Одинарная кирпичная кладка, обычные окна и крыша, средняя теплоизоляция = 2 – 2,9.
  • Двойная кирпичная кладка, неплохая теплоизоляция, немного окон = 1 – 1,9.
  • Отличная теплоизоляция, пластиковые окна, хорошо утеплены пол и потолок = 0,6 – 0,9.

Теперь, когда известны все основные данные, можно высчитать мощность котла по формуле:

M = ПТ х kз.

Kз в данных расчётах – это коэффициент запаса. Он равен 1,15 – 1,2 (то есть 15 — 20 %)

Пример. Кирпичный дом с неплохой теплоизоляцией, площадью 60 м2. И высотой потолков 3м.

  1. Вычисляем объём. 60м2 х 3 = 180м3. Pt = 52, k = 1,5.
  2. Подставляем данные в формулу: ПТ = 180 х 52 х 1,5 : 860. Пт = 16,32.
  3. Умножаем этот показатель на коэффициент запаса: 16,32 х 1,2 = 19,58.
  4. Округляем и получаем котёл мощностью 20 кВт.

Характеристики устройств

Отопительные регистры имеют несколько качеств, отличающих их от иных отопительных приборов:

  • Благодаря эффективному теплообмену с окружающим пространством небольшие по размеру приборы способны отапливать крупногабаритные помещения.
  • Изготовление теплообменника достаточно простое – необходим лишь сварочный аппарат и угловая шлифмашина с отрезным диском.
  • Можно использовать любые доступные материалы – трубы из чугуна, нержавейки или стали.
  • Приборы способны выдерживать высокое давление (10 кгс/м2) и могут работать на любых теплоносителях – воде, масле, других жидкостях, пару.
  • Собрать прибор можно как уже по готовым чертежам, так и по самостоятельно составленным. Допускаются различные варианты конфигурации, заглушек, доборных элементов и отделочных материалов.
  • Конечная стоимость теплообменника из гладких труб получится ниже, чем у прочих приборов с аналогичным уровнем эффективности.

Стоит отметить, что чем больше совокупная площадь поверхности прибора, тем выше его теплоотдача. В свою очередь, площадь зависит от сечения трубы и длины секции.

В большинстве случаев регистры отопления обладают такими характеристиками:

  1. Для теплообменника использованы электросварные трубы из углеродистой стали.
  2. Соединение труб выполнено одним из способов – фланцевое, на внешней резьбе, и сварное.
  3. Максимальное значение давления – 10 кгс/м2.
  4. Сечение труб в секциях – 32-219 мм.
  5. Минимальный отступ между уровнями – от 50 мм.
  6. Сечение соединительных перемычек – от 32мм.

Для чего нужны расчёты?

Система отопления должна полностью восполнить все теплопотери в доме, для чего и проводится расчет мощности котла.

Здание постоянно выделяет тепло наружу. Теплопотери в доме бывают различными и зависят от материала контруктивных частей, их утепления.

Это влияет на расчетные показатели теплового генератора. Если подходить к расчетам максимально серьезно, следует заказать их у специалистов, по результатам подбирается котел и рассчитываются все параметры.

Самому рассчитать теплопотери не очень сложно, но требуется учитывать множество данных о доме и его составляющих, их состоянии.

Более легким способом является применение специального прибора для определения тепловых утечек – тепловизора.

На экране небольшого прибора отображаются не расчетные, а фактические потори. Он наглядно показывает места утечек, и можно принять меры для их устранения.

А может, никакие расчеты не нужны, просто взять мощный котел и дом теплом обеспечен? Не все так просто. В доме действительно будет тепло, комфортно, пока не придет пора кое о чем задуматься.

У соседа такой же дом, в доме тепло, а за газ он платит намного меньше. Почему? Он рассчитал необходимую производительность котла, она у него на треть меньше.

Приходит понимание – совершена ошибка: покупать котел без расчета мощности не следует. Потрачены лишние деньги, часть топлива расходуется впустую и, что кажется странным, недогруженный агрегат быстрее изнашивается.

Слишком мощный котел можно догрузить для нормальной работы, например, задействовав для нагрева воды или подключить ранее не отапливаемое помещение.

Котел с недостаточной мощностью не обогреет дом, будет постоянно работать с перегрузкой, что приведет к преждевременному выходу из строя. Да и топливо он будет не просто потреблять, а жрать, и все равно хорошего тепла в доме не будет.

Выход один – установить другой котел. Деньги ушли на ветер – покупка нового котла, демонтаж старого, установка другого – все не бесплатно.

А если учесть еще моральные страдания из-за совершеной ошибки, возможно, отопительный сезон, пережитый в холодном доме?

Вывод однозначный – покупать котел без предварительных расчетов нельзя.

Как производить расчет мощности различных типов котлов

То, насколько эффективная отопительная система, будет в первую очередь зависеть от того, какого она типа. И, конечно же, на нее будет влиять правильность произведенных расчетов касаемо необходимой мощности отопительного котла. Если же такие расчеты покажут необъективные данные, то в скором будущем вас будут ждать неизбежные проблемы.

Если теплоотдача прибора будет меньше необходимого минимума, то в зимнее время в доме будет холодно. Если же его производительность будет излишней, то это не приведет ни к чему, кроме как к излишним затратам энергии, а следовательно, и ваших денег.

Дабы избежать подобных неприятностей, вам потребуются только знания касаемо того, как рассчитывается мощность котла. Также учтите тот факт, что существуют различные типы отопления, в зависимости от используемого топлива. Вот они:

  1. На твердом топливе.
  2. Электрические.
  3. На жидком топливе.
  4. Газовые.

При выборе той или иной системы люди зачастую основываются на особенностях конкретного региона, а также на стоимости оборудования.

Котлы на твердом топливе

Дабы рассчитать мощность котла на твердом топливе, вы должны учесть особенности, которые характерны для данного типа оборудования.

  1. Относительно низкая популярность.
  2. Потребность в дополнительном пространстве для того, чтобы хранить топливо.
  3. Доступность.
  4. Процедура эксплуатации проходит весьма экономично.
  5. Такие котлы могут функционировать автономно, по крайней мере, большая часть современных приборов предусматривает это.

Помимо этого, еще одним фактором, который нужно учесть, делая расчет мощности котла отопления, является то, что температура получается циклично. Иными словами, в помещении, отапливаемом такой системой, температура в течение дня может колебаться с зазором в 5 градусов.

Важно! Именно по этой причине твердотопливные котлы едва ли можно назвать наилучшими, а если есть возможность, то от их покупки лучше вообще отказаться. Но если такой возможности нет, у вас есть два способа того, как частично оградить себя от таких проблем

  1. Использовать теплоаккумуляторы, объем которых может достигать 10 метров кубических. Они подсоединяются к системе отопления и существенно сокращают теплопотери, что позитивно сказывается на затратах на отопление.
  2. Соорудить термобаллон, необходимый для контроля подачи воздуха. Благодаря ему время горения увеличивается, а количество топок, следовательно, снижается.

Благодаря всему этому необходимая вам производительность котла снижается. Также все это следует учесть при расчетах.

Электрические котлы

Все котлы, работающие на электрической энергии, отличаются следующими особенностями.

  1. Они компактны.
  2. Топливо для них – электричество – стоит дорого.
  3. Управлять ими крайне просто.
  4. При перебоях в сети возможны проблемы с их функционированием.
  5. Они экологически безопасны.

Собственно, это все, что вам нужно помнить при вычислении необходимой мощности для котла, работающего на электроэнергии.

Котлы на жидком топливе

А теперь поговорим о жидкотопливных котлах. В целом, они характеризуются следующими особенностями.

  1. Такие котлы не являются экологически безопасными.
  2. Для них используется весьма дорогостоящий тип топлива.
  3. Эксплуатация таких котлов отличается простотой и удобством.
  4. Еще одна особенность – повышенная пожаробезопасность.
  5. При их установке вы должны позаботиться о еще одном помещении, в котором в будущем будет храниться топливо.

На этом особенности жидкотопливных котлов закончились.

Газовые котлы

Последний тип котлов, о которых мы поговорим сегодня – это газовые приборы. Они в большинстве своем – наиболее оптимальный вариант при установке системы обогрева. Расчет мощности котлов отопления данного типа невозможно сделать, не учтя следующие его особенности.

  1. Эксплуатация таких котлов отличается простотой и удобством.
  2. Они экономичны.
  3. Они не требуют дополнительного места для того, чтобы хранить топливо.
  4. Стоимость самого топлива для них (газа) относительно невысокая.
  5. Наконец, их эксплуатация отличается повышенной безопасностью.

Все, с котлами мы более-менее разобрались, теперь порассуждаем о том, как вычислить мощность для радиаторов в отопительной системе.

Почему не стоит подбирать котел со слишком большим запасом мощности

С недостатком теплопроизводительности все предельно понятно: система отопления попросту не обеспечит желаемый уровень температуры даже при беспрерывной работе. Однако, как мы уже упоминали, серьезной проблемой может стать и переизбыток мощности, последствиями которого являются:

  • более низкий КПД и повышенный расход топлива, особенно на одно- и двухступенчатых горелках, не способных плавно модулировать производительность;
  • частое тактование (вкл/выкл) котла, что нарушает нормальную работу и снижает ресурс горелки;
  • попросту более высокая стоимость котлоагрегата, учитывая, что производительность, за которую была произведена повышенная плата, использоваться не будет;
  • часто больший вес и большие габариты.

Когда чрезмерная теплопроизвоительность все же уместна

Единственной причиной выбрать версию котла гораздо большей мощности, чем нужно, как мы уже упоминали, является использование его в связке с буферной емкостью. Буферная емкость (также теплоаккумулятор) – это накопительный бак определенного объема наполненный теплоносителем, назначение которого – накапливать излишки тепловой мощности и в дальнейшем более рационально распределять их в целях отопления дома или обеспечения горячего водоснабжения (ГВС).

Например, теплоаккумулятор – отличное решение, если недостаточно производительности контура ГВС или при цикличности твердотопливного котла, когда топливо сгорая отдает максимум тепла, а после прогорания система быстро остывает. Также теплоаккумулятор часто используется в связке с электрокотлом, который нагревает емкость в период действия сниженного ночного тарифа на электроэнергию, а днем накопленное тепло распределяется по системе, еще долго поддерживая желаемую температуру без участия котла.

ИнструкцииКотлы

Расход электрической энергии. Как его определить?

Нам потребуется некоторое количество расчётов, чтобы достичь необходимого результата.

Кроме того, расчёт требует учёта целого ряда параметров:

  • Среднесуточная длительность работы при максимальной нагрузке;
  • Режим проживания;
  • КПД и производительность;
  • Расчёт времени работы в отопительном сезоне;
  • Объём теплоносителя в контуре отопления;
  • Размер бака у прибора отопления;
  • Расчёт площади нагрева;
  • Напряжение устройства для отопления;
  • Расчёт сечение кабеля питания;
  • Расчёт объёма обогреваемых помещений;
  • Количество контуров в оборудовании.

Расчёт предполагает использование усреднённых значений. Требуется введение нескольких поправок на такие факторы, как тип используемой теплоизоляции, теплопроводность стен, температурные показатели и так далее. Мощность это тоже должна учитывать.

Электрический котёл отопления требует использования специального кабеля. Главным фактором при его выборе становится мощность. Здесь есть простая эмпирическая зависимость, понять которую не составит труда: не меньше мощности отопления, выраженной в кВт, должна быть площадь сечения кабеля в мм2 для однофазного электрического котла. Расчёт благодаря этому становится более простым. Необходимо согласовывать свои действия с инстанциями, осуществляющими контроль использования ресурсов, если показатель для котла находится на уровне 10 кВт и больше.

Рис. 2 Устройство изнутри

Факторы, влияющие на расчетную мощность

На расчетную мощность отопительного котла влияют такие факторы, как:

  • площадь постройки;
  • высота потолков, т.е. объем помещений;
  • строительные материалы, из которых возведен дом;
  • тип и качество устройства теплоизоляции;
  • количество и тип окон и дверей;
  • климатический пояс, в котором будет работать котел;
  • использование котла в качестве проточного или накопительного водонагревателя.

На расчетную мощность котла влияет высота потолков

Основной принцип расчета – котел должен восполнять потери тепла, происходящие за счет теплопередачи, конвекции, планового и случайного воздухообмена с улицей.

Кроме того, должен быть предусмотрен запас мощности для аномально холодных дней.

Если в обозримой перспективе планируется расширение площади постройки (или отапливаемой площади, т.е. утепление веранд или цоколя), расчет разумно проводить исходя из конечной площади теплых помещений.

Запас мощности предусматривается также и для того, чтобы котел не работал постоянно на пределе своей производительности. Это ведет к повышенному износу оборудования и к преждевременному выходу его из строя.

Расчет мощности котла и теплопотерь.

Собрав все необходимые показатели, приступайте к калькуляции. Конечный результат укажет количество расходуемого тепла и сориентирует вас на выбор котла. При расчете теплопотерь за основу берутся 2 величины:

  1. Разница температуры снаружи и внутри здания (ΔT);
  2. Теплозащитные свойства объектов дома (R);

Для выявления расхода тепла ознакомимся с показателями сопротивления теплопередачи некоторых материалов

Таблица 1. Теплозащитные свойства стен

Материал и толщина стены

Сопротивление теплопередаче

Кирпичная стена

толщина в 3 кирпича (79 сантиметров)

толщина в 2.5 кирпича (67 сантиметров)

толщина в 2 кирпича (54 сантиметров)

толщина в 1 кирпича (25 сантиметров)

 

0.592

0.502

0.405

0.187

Сруб из бревна

Ø 25

Ø 20

 

0.550

0.440

Сруб из бруса

Толщина 20см.

Толщина 10см.

 

0.806

0.353

Каркасная стена

(доска +минвата + доска) 20 см.

 

0.703

Стена из пенобетона

20см.

30см.

 

0.476

0.709

Штукатурка (2-3 см)0.035
Потолочное перекрытие1.43
Деревянные полы1.85
Двойные деревянные двери0.21

Данные в таблице указаны с температурной разницей 50 °(на улице -30°,а в помещение +20°)

Таблица 2. Тепловые расходы окон

Тип окнаRTq. Вт/Q. Вт
Обычное окно с двойными рамами0.37135216
Стеклопакет (толщина стекла 4 мм)

4-16-4

4-Ar16-4

4-16-4К

4-Ar16-4К

 

0.32

0.34

0.53

0.59

 

156

147

94

85

 

250

235

151

136

Двухкамерный стеклопакет

4-6-4-6-4

4-Ar6-4-Ar6-4

4-6-4-6-4К

4-Ar6-4-Ar6-4К

4-8-4-8-4

4-Ar8-4-Ar8-4

4-8-4-8-4К

4-Ar8-4-Ar8-4К

4-10-4-10-4

4-Ar10-4-Ar10-4

4-10-4-10-4К

4-Ar10-4-Ar10-4К

4-12-4-12-4

4-Ar12-4-Ar12-4

4-12-4-12-4К

4-Ar12-4-Ar12-4К

4-16-4-16-4

4-Ar16-4-Ar16-4

4-16-4-16-4К

4-Ar16-4-Ar16-4К

 

0.42

0.44

0.53

0.60

0.45

0.47

0.55

0.67

0.47

0.49

0.58

0.65

0.49

0.52

0.61

0.68

0.52

0.55

0.65

0.72

 

119

114

94

83

111

106

91

81

106

102

86

77

102

96

82

73

96

91

77

69

 

190

182

151

133

178

170

146

131

170

163

138

123

163

154

131

117

154

146

123

111

RT — сопротивление теплопередачи;

  1. Вт/м^2 – количество тепла, которое расходуется на один кв. м. окна;

четные цифры указывают на воздушное пространство в мм;

Ar — зазор в стеклопакете заполнен аргоном;

К – окно имеет наружное тепловое покрытие.

Имея в наличии стандартные данные о теплозащитных свойствах материалов, и определив перепад температур легко рассчитать тепловые потери. На пример:

Снаружи — 20°С., а внутри +20°С. Стены построены из бревна диаметром 25см. В этом случае

R = 0.550 °С· м2/ Вт. Тепловой расход будет равен 40/0.550=73 Вт/ м2

Теперь можно приступить к выбору источника тепла. Существуют несколько видов котлов:

  • Электрические котлы;
  • Газовые котлы
  • Нагреватели на твердом и жидком топливе
  • Гибридные (электрические и на твердом топливе)

Перед тем как приобрести котел, вы должны знать, какая мощность потребуется для поддержания благоприятной температуры в доме. Для этого существуют два способа определения:

  1. Расчет мощности по площади помещений.

По статистике принято считать, что для нагрева 10 м2 требуется 1 кВт теплоэнергии. Формула применима в случае, когда высота потолка не более 2,8 м и дом средне утеплен. Суммируем площадь всех комнат.

Получаем, что W=S×Wуд/10, где W- мощность теплогенератора, S-общая площадь здания, а Wуд является удельной мощность, которая в каждом климатическом поясе своя. В южных регионах она 0,7-0,9 кВт, в центральных 1-1,5 кВт, а на севере от 1,5 кВт до 2 кВт. Допустим, котел в доме площадью 150 кв.м, который находится в средних широтах должен обладать мощностью 18-20кВт. Если потолки выше стандартных 2,7м, например, 3м, в этом случае 3÷2,7×20=23 (округляем)

  1. Расчет мощности по объему помещений.

Этот тип вычислений можно произвести, придерживаясь строительных норм и правил. В СНиП прописан расчет мощности отопления в квартире. Для кирпичного дома на 1 м3 приходится 34 Вт, а в панельном – 41 Вт. Объем жилья определяется умножением площади на высоту потолка. Например, площадь апартаментов 72 кв.м., а высота потолков 2,8 м. Объем будет равен 201,6 м3. Так, для квартиры в кирпичном доме мощность котла будет равна 6,85 кВт и 8,26 кВт в панельном. Правка возможна в следующих случаях:

  • На 0.7, когда этажом выше или ниже находится неотапливаемая квартира;
  • На 0.9, если ваша квартира на первом или последнем этаже;
  • Коррекция производится при наличии одной внешней стены на 1,1, две – на 1,2.

Газовые котлы

Исходя из вышесказанного, мощность котельного оборудования для отопления рассчитывается по одной достаточно простой формуле:

N котла = S х N уд. / 10.

Здесь значения величин расшифровываются так:

  • N котла — мощность данного конкретного агрегата;
  • S — полная сумма площадей всех отапливаемых системой помещений;
  • N уд. – удельная величина теплового генератора, требуемая для прогрева 10 кв. м. площади помещения.

Один из главных определяющих факторов для расчёта — это климатическая зона, регион, где используется это оборудование. То есть расчёт мощности твердотопливного котла ведётся со ссылкой на конкретные климатические условия.

Что характерно, если когда-то, во время существования ещё советских норм назначения мощности отопительной установки, считали 1 кВт. всегда равным 10 кв. метрам, то сегодня крайне необходимо производить точный расчёт для реальных условий.

При этом нужно принимать следующие значения N уд.

  • N уд. = 1,7 – 1,8 кВт на 10 кв. метров площади — для районов Севера и Сибири.
  • N уд. = 1,3 – 1,5 кВт на 10 кв. метров площади — для районов средней полосы.
  • N уд. = 0,7 – 0,8 кВт на 10 кв. метров площади — для южных районов.

Для примера сделаем расчёт мощности твердотопливного котла отопления относительно Сибирского региона, где зимние морозы порой достигают -35 градусов по Цельсию. Возьмём N уд. = 1,8 кВт. Тогда для отопления дома общей площадью 100 кв. м. понадобится установка с характеристикой следующей расчётной величины:

N котла = 100 кв. м. х 1,8 / 10 = 18 кВт.

Как видим, примерное отношение количества киловатт к площади как один к десяти здесь не имеет силу.

Важно знать! Если известно, сколько киловатт у конкретной установки на твёрдом топливе, можно посчитать тот объём теплоносителя, иными словами, объём воды, который необходим для наполнения системы. Для этого просто достаточно полученную N теплогенератора умножить на 15.. В нашем случае объём воды в системе отопления равен 18 х 15 = 270 литров.

В нашем случае объём воды в системе отопления равен 18 х 15 = 270 литров.

Однако учёта климатической составляющей для расчёта силовой характеристики теплогенератора в ряде случаев недостаточно. Необходимо помнить, что могут иметь место тепловые потери из-за определённой конструкции помещений. Прежде всего, нужно учитывать, каковы стены жилого помещения. Насколько утеплён дом — этот фактор имеет большое значение

Также важно учитывать строение крыши.

В целом можно воспользоваться специальным коэффициентом, на который нужно умножить полученную по нашей формуле мощность.

Этот коэффициент имеет такие приближённые значения:

  • К = 1, если дому более 15 лет, а стены выполнены из кирпича, пеноблоков или дерева, причём стены утеплены;
  • К = 1.5, если стены не утеплены;
  • К = 1.8, если, кроме неутеплённых стен, у дома плохая крыша, которая пропускает тепло;
  • К = 0.6 у современного дома с утеплением.

Предположим, в нашем случае дому 20 лет, он выстроен из кирпича и хорошо утеплён. Тогда мощность, рассчитанная в нашем примере, остаётся прежней:

N котла = 18х1 = 18 кВт.

Если же котёл устанавливается в квартире, то здесь необходимо учесть подобный коэффициент. Но для обычной квартиры, если она не на первом или последнем этаже, К будет равен 0,7. Если же квартира на первом или последнем этаже, то следует принять К = 1,1.

Далее перейдём к рассмотрению случая с другим видом топлива.

Формулы и коэфиценты расчета

До того как приступить непосредственно к расчетам мощности, давайте для начала рассмотрим, какие показатели будут использоваться.

  1. Мощность отопителя на 10 метров квадратных, которая определяется с учетом климатических особенностей конкретного региона (Wуд):
    — для городов, расположенных на севере, она составляет примерно 1.5-2 киловатта;
    — для тех, кто расположен на юге – 0.7-0.9 киловатта;
    — и для городов Московской области – 1.2-1.5 киловатта.
  2. Площадь отапливаемого помещения – обозначается буквой S.

Ниже приведена формула расчета:

Важно! Существует и более простой способ подобных вычислений, в котором Wуд будет равняться единице. Следовательно, мощность котла будет становить 10 киловатт на 100 метров квадратных

Но если делать все таким образом, то к итоговому результату необходимо добавить еще порядка 15%, дабы значение было более объективным.

Таблица мощности и затрат на отопления

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий