Как рассчитать мощность газового котла для частного дома, для одно и двухконтурной схемы отопления: калькулятор, рекомендации и формулы, фото и видео.
Что такое мощность котла и как ее узнать
Тепловая мощность котла – это максимальное количество тепловой энергии, передаваемой теплоносителю в процессе сгорания топлива (измеряется в киловаттах/час или просто кВт). Это означает, что котел мощностью 20 кВт при непрерывной работе на максимальной мощности за час выработает и передаст теплоносителю 20 кВт тепловой энергии.
Определить мощность котла можно несколькими способами:
- поискать список технических характеристик на корпусе котлоагрегата;
- найти значение в паспорте модели. Если документация не сохранилась, можно поискать электронную версию или изучить предложения интернет-магазинов, которые обязательно указывают в описании модели ее номинальную мощность;
Место расположения технических характеристик на корпусе котла - если речь идет о газовом котле, можно узнать примерную теплопроизводительность по расходу газа, для чего необходимо проверить и зафиксировать сколько кубометров котел потребляет при беспрерывной работе на максимальной мощности. Удельная теплота сгорания газа – величина постоянная и равна 9,3 кВт. Также важно учитывать КПД котла (его также можно найти в списке технических характеристик), для старых советских моделей это значения в районе 70-85%, у новых моделей КПД в пределах 86-94%. Итого, максимальная мощность = 9,3 кВт (удельная теплота сгорания природного газа)*0,8 (если КПД 80%)*2,5 куб. м/час (полученный расход газа в час) = 18,6 кВт. Аналогичным способом можно посчитать примерные значения для твердотопливного, жидкотопливного или электрического котла.
Увеличить теплопроизводительность бытового котла без серьезных небезопасных изменений его конструкции невозможно, поэтому к выбору минимально необходимой мощности необходимо подходить ответственно. Если ее будет недостаточно, придется устанавливать дополнительный котлоагрегат или производить утепление стен, пола и потолка, замену окон и дверей в целях снижения теплопотерь.
Главные характеристики, влияющие на мощность котла
Показатель мощности котла является основной характеристикой, однако проводиться расчет может по разным формулам, в зависимости от конфигурации прибора и других параметров. К примеру, при подробном расчете могут учитывать высота здания, его энергоэффективность.
Что такое мощность газового котла
Производительность котлоагрегата или его мощность — это главнейший показатель теплового процесса, от которого напрямую зависит комфортабельность нахождения людей в обогреваемых строениях.
Мощность котлоагрегата — это величина тепловой энергии, передаваемая нагреваемой воде при сжигании энергоносителя в топочном устройстве.
Показатель измеряется в Гкал либо МВт. Для бытовых устройств в паспорте обычно указывается размерность в кВт. Для того чтобы понять физический смысл этого показателя, можно представить такие соотношения:
1 ГКал/час — это 40.0 м3 теплоносителя циркулирующего в течение часа и нагреваемого в котле на 25 С. Переводное соотношение между величинами:
1.0 ГКал = 1.16 МВт.
Расчет мощности газового котла можно получить по формуле:
Мо = (т1 — т2) * Рв/ 1000,
Где:
- Рв — расход циркулирующей воды, м3/час;
- т1 — т2 — разница Т воды на входе/выходе из котлоагрегата, С.
Теплопотери могут быть очень высоки
Образец расчета показателя мощности, который проводят перед тем, как выбрать котлоагрегат:
- Т теплоносителя на подающей линии из котла — 60 С.
- Т теплоносителя на обратной линии из сети в котел — 40 С.
- Расход в сети — 1.0 м3/час.
Мо= (60-40)*1/1000=0.02 Гкал. * 1.16 = 0.0232 МВт = 23.2 кВт,
с округлением Мо = 24 кВт.
Многие пользователи, в целях экономии задаются вопросом, как уменьшить мощность газового котла. Из данного примера очевидно, что для того этого потребуется либо снизить перепад температур, либо площадь нагрева.
Вторая величина – постоянная, поэтому можно работать в направлении снижения перепада температур. Это можно выполнить при устройстве надежной системы теплозащиты дома.
Основная формула для расчета котла
Искомая мощность котла может быть рассчитана по простой формуле W=S*Wуд/10, где S — общая жилая и бытовая площадь помещений, Wуд — удельный показатель мощности, необходимый для отопления 10 квадратных метров с корректировкой на климатический пояс:
- средняя полоса (эталонная) — 1,0-1,1;
- южные регионы — от 0,7 до 0,9;
- северные области — 1,5-2,0.
Для Москвы и области он равен от 1,2 до 1,5.
Если площадь кирпичного дома составляет 100 кв. м. с потолками от 2,5 до 2,7 м, удельная мощность принимается за 1,0. Расчет равен площади умноженной на единицу. Получается 100. Это значение делится на 10, что дает результат 10 кВт. Такой же дом, находящийся на севере, потребует котла 15-20 киловатт.
Требования к показателю
Основное пожелание к главной характеристике оборудования — соответствие его мощности оптимальному значению для квартиры и имеющихся условий. Отклонение от него должно быть минимальным. Также предъявляются дополнительные требования в зависимости от величины расчетного значения:
- для приборов с P < 30 кВт необходимая высота потолков — больше 2,2 м;
- для аппаратов с P > 30 кВт высота помещений — не меньше 2,5 м;
- для нескольких агрегатов расстояние между ними и стеной — не менее 1 м, для 1 прибора между его передней частью и противоположной стеной также не меньше 1 м;
- его верхняя часть должна отстоять от потолка — на 0,7 м;
- ширина двери в помещении с отопительным прибором — не менее 0,8 м;
- стены, двери, перегородки в котельной должны быть огнестойкими и устойчивыми к пару и газам;
- площадь котельной с любым типом установки — не меньше 4 м² с сохранением обзора;
- помещение должно иметь раздельные выходы наружу для обеспечения отвода и притока воздуха с улицы;
Объем котельной прямо зависит от мощности обогревающего оборудования:
- для P <= 30 кВт — больше 7,5 м³;
- для P от 30 кВт до 80 кВт — до 15 м³;
- для P от 80 кВт до 200 кВт — свыше 15 м³.
Следует подбирать объем котельной.
Категорически не рекомендуется производить самостоятельное подключение оборудования.
Способы подбора минимально необходимой мощности котла
Чтобы поддерживать в каждом помещении комфортную температуру, теплопроизводительность системы отопления (соответственно и котла) должна обеспечивать теплопотери дома, которые также измеряются в кВт. То есть теплопроизводительнось котлоагрегата = суммарные тепловые потери дома через стены, пол, потолок, фундамент окна и двери + запас на случай более сильных морозов.
Наглядное изображение теплопотерь частоного дома.
Расчет мощности котла отопления по площади дома
Наиболее простой и распространенный способ. Исходя из практики, для среднестатистического частного дома в климатической зоне Подмосковья, с кладкой в 2 кирпича и высотой потолков 2,7 м на каждые 10 м2 необходим 1 кВт тепловой мощности (именно такое соотношение соответствует среднестатистическим теплопотерям). Также мы рекомендуем закладывать запас мощности в 15-25%.
Например, для вышеописанного дома площадью 100 кв. м. минимальная мощность котла = 100 м2 : 10 * 1,2 (20% запаса) = 12 кВт.
Также при расчете мощности котла отопления по площади дома можно делать поправки с учетом утепленности дома. Так, для среднеутепленного дома (наличие 100-150 мм слоя теплоизоляции или стены из бруса) на каждые 10 м2 может приходиться 0,5-0,7 кВт теплопотерь. Для хорошо утепленного дома с небольшой площадью остекления норма составляет 0,4-0,5 кВт на каждые 10 м2.
Поэтому, если ваш случай кардинально отличается от среднестатистичекого вышеописанного дома, стоит рассчитать мощность котла более точным методом с учетом всех особенностей, он описан одним пунктом ниже.
Расчет по объему помещения
Еще один довольно простой способ, основанный на СНиП и обычно применяемый для квартир. За исходную величину берется не площадь, а кубатура отапливаемых помещений. Согласно методике, указанной в СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», норма удельного расхода тепловой энергии:
- для кирпичного многоквартирного дома – 0,034 кВт/м3;
- для панельного многоквартирного дома – 0,041 кВт/м3.
Зная эти нормы, площадь квартиры и высоту потолков, можно использовать способ расчета мощности котла отопления по объему помещений.
Например, для квартиры панельного многоквартирного дома площадью 150 кв. м. и высотой потолков 2,7 м (без внешнего и внутреннего утепления стен), минимальная теплопроизводительность = 2,7*150*0,041 = 16,6 кВт.
Из принципа расчета, опять таки, ясно, что весь учет теплопотерь сводится к усредненным значениям и теплопроводности стен из различных материалов. Это значит, что использовать его рационально если внешние стены не утеплены, в квартире имеются не более 4 стандартных окна, радиаторы подключены наиболее эффективным способом, а соседние квартиры отапливаются.
Рассчитываем с учетом всех основных особенностей дома
Подробная формула основывается на площади помещений, однако учитывает все возможные тепловые потери, способ подключения радиаторов, который влияет на КПД системы отопления, а также климатические условия, в которых находится частный дом.
Расчет производится для каждого помещения отдельно, что более правильно. Полученные для каждого помещения значения в дальнейшем можно использовать для подбора мощности радиаторов отопления. Просуммировав необходимую для каждого помещения теплопроизводительность, вы получите значение для всей системы отопления дома, значит – и для котла, который должен обеспечивать ее мощность.
Точная формула для расчета:
Q = 1000 Вт/м2*S*k1*k2*k3…*k10,
- где Q – показатель теплопроизводительности;
- S – общая площадь помещения;
- k1-k10 – коэффициенты, учитывающие теплопотери, климат и особенности установки радиаторов.
Показать значения коэффициентов k1-k10
k1 – к-во внешних стен в помещения (стен, граничащих с улицей):
- одна – k1=1,0;
- две – k1=1,2;
- три – k1-1,3.
k2 – ориентация помещения (солнечная или теневая сторона):
- север, северо-восток или восток – k2=1,1;
- юг, юго-запад или запад – k2=1,0.
k3 – коэффициент теплоизоляции стен помещения:
- простые, не утепленные стены – 1,17;
- кладка в 2 кирпича или легкое утепление – 1,0;
- высококачественная расчетная теплоизоляция – 0,85.
k4 – подробный учет климатических условий локации (уличная температура воздуха в самую холодную неделю зимы):
- -35°С и менее – 1,4;
- от -25°С до -34°С – 1,25;
- от -20°С до -24°С – 1,2;
- от -15°С до -19°С – 1,1;
- от -10°С до -14°С – 0,9;
- не холоднее, чем -10°С – 0,7.
k5 – коэффициент, учитывающий высоту потолка:
- до 2,7 м – 1,0;
- 2,8 — 3,0 м – 1,02;
- 3,1 — 3,9 м – 1,08;
- 4 м и более – 1,15.
k6 – коэффициент, учитывающий теплопотери потолка (что находится над потолком):
- холодное, неотапливаемое помещение/чердак – 1,0;
- утепленный чердак/мансарда – 0,9;
- отапливаемое жилое помещение – 0,8.
k7 – учет теплопотерь окон (тип и к-во стеклопакетов):
обычные (в том числе и деревянные) двойные окна – 1,17;- окна с двойным стеклопакетом (2 воздушные камеры) – 1,0;
- двойной стеклопакет с аргоновым заполнением или тройной стеклопакет (3 воздушные камеры) – 0,85.
k8 – учет суммарной площади остекления (суммарная площадь окон : площадь помещения):
- менее 0,1 – k8 = 0,8;
- 0,11-0,2 – k8 = 0,9;
- 0,21-0,3 – k8 = 1,0;
- 0,31-0,4 – k8 = 1,05;
- 0,41-0,5 – k8 = 1,15.
k9 – учет способа подключения радиаторов:
- диагональный, где подача сверху, обратка снизу – 1,0;
- односторонний, где подача сверху, обратка снизу – 1,03;
- двухсторонний нижний, где и подача, и обратка снизу – 1,1;
- диагональный, где подача снизу, обратка сверху – 1,2;
- односторонний, где подача снизу, обратка сверху – 1,28;
- односторонний нижний, где и подача, и обратка снизу – 1,28.
k10 – учет расположения батареи и наличия экрана:
- практически не прикрыт подоконником, не прикрыт экраном – 0,9;
- прикрыт подоконником или выступом стены – 1,0;
- прикрыт декоративным кожухом только снаружи – 1,05;
- полностью закрыт экраном – 1,15.
Для большего удобства ниже находится калькулятор, где можно рассчитать те же самые значения быстро выбрав соответствующие исходные данные.
Калькулятор для точного определения тепловой мощности
Расчет необходимой мощности отопительного оборудования производится отдельно для каждого помещения дома. Введите исходные данные или выберите предложенные варианты и нажмите «Рассчитать».
1. Установите значение площади помещения, м²
2. К-во внешних стен помещения
3. Внешние стены направлены на:
4. Степень теплоизоляции внешних стен
5. Уровень температуры в регионе в самую холодную неделю отопительного сезона
6. Высота потолка в расчетном помещении
7. Что находится над потолком?
8. Тип и к-во стеклопакетов
9. Отношение площади остекления к площади пола (К-во окон * высоту окна * ширину окна / площадь пола):
10. Выберите планируемый способ подключения радиаторов отопления
11. Планируемое расположение радиатора и наличие экрана
Служебн. (не учитывается)
Технические критерии выбора
Технические критерии выбора
Однако часто даже точный расчет газового котла отопления не гарантирует эффективной работы системы в целом. Многое будет зависеть от вида системы, схемы разводки труб, установки радиаторов и других мелочей. Хотя мелочей в отопительной системе не бывает.
Возьмем, к примеру, отопление с естественной циркуляцией теплоносителя. Такая система будет работать эффективно, если общая площадь дома не превышает 100 кв.м. Если дом большой, то без принудительной циркуляции здесь не обойтись, и в трубную схему придется врезать циркуляционный насос. Это повысит стоимость оборудования, но в разы увеличит эффективность. К тому же с установкой насоса можно снизить мощность отопительного котла, что уменьшит расходы на приобретение топлива. Получается, что где-то теряем, а где-то находим.
Это же относится и к остальным элементам отопительной системы — радиаторам, трубам, запорной арматуре и прочему. Придется учитывать, какие элементы отдают тепла больше, какие дольше служат.
Поэтому даже самый точный расчет отопительного котла имеет небольшой процент погрешности. Учесть его практически невозможно, так что некоторые специалисты накидывают на мощность несколько процентов для уверенности. Но не более 10%.
Котлы бывают разные по размеру, форме и мощности
И еще один момент, влияющий на точность расчета. Это производитель котельного оборудования. Качество котла и его эффективная эксплуатация зависят от того, какие материалы использованы при его производстве. Если какой-то элемент выполнен из некачественного материала, то это гарантия, что такой котел прослужит, во-первых, недолго, а, во-вторых, неэффективно.
Поэтому совет — не ищите дешевизны, все равно проиграете. Лучше приобретайте котлы от известных брендовых производителей. Да, это подчас очень дорого. Но все траты окупятся за счет экономии топлива и долговечной эксплуатации оборудования.
Приблизительный подбор
Не всегда есть смысл пользоваться сложными расчетами. Для дома со средними показателями высоты потолка, построенные в средней полосе, хорошо утеплённые мощность котла может подсчитываться по формуле 100=1 кв. м. Это означает, что достаточно просто умножить имеющуюся отапливаемую площадь на 100. В данном варианте не учитывают подогрева воды.
Большинство консультантов в магазине пользуются данной формулой, а затем прибавляют запас. Результаты всегда округляют в большую сторону, но не по принципу с цифры 5 после запятой. Если получается значение типа «20,3», вам сразу предложат котел 24 КВт.
Что будет, если неправильно рассчитать требуемую мощность
Выбирать котел стоит все-таки такой, чтобы он соответствовал мощности, которая требуется для обогрева здания. Это будет наиболее оптимальным вариантом, так как в первую очередь покупка несоответствующего по уровню мощности котла может привести к двум типам проблем:
- Маломощный котел будет всегда работать на пределе, пытаясь отопить помещение до заданной температуры, и может быстро выйти из строя;
- Прибор с чрезмерно высоким уровнем мощности стоит дороже и даже в экономичном режиме потребляет больше газа, чем менее мощное устройство.
Как подобрать двухконтурный котел для дома
В первых примерах рассматривался расчет газового котла для отопления частного дома. В тех случаях, когда есть необходимость в нагреве воды для бытовых нужд, производительность оборудования нуждается в еще большем увеличении. Процедура определения мощности котла, обеспечивающего также подогрев воды, предусматривает закладку определенного запаса. Речь идет о 20-25%, которые получаются через умножение на 1,2-1,25.
Для наглядности можно откорректировать мощность котла под возможность ГВС. Для этого итоговое число 31,5 кВт умножают на 1,2: получается 37,8 кВт. Разница вырисовывается достаточно приличной. Важно помнить, что учет запаса на подогрев воды проводят после поправок на местоположение, т.к. это также влияет на температуру воды.
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.
Калькулятор для расчета мощности котла
Тем, кто не любит заниматься подсчётами, пусть даже и не очень сложными, поможет провести расчет котла для отопления дома, специальный калькулятор – бесплатное онлайн приложение.
Интерфейс онлайн калькулятора расчета мощности котла Источник idn37.ru
Как правило, сервис по расчету требует заполнить все поля, что поможет наиболее точно сделать расчеты, включающие мощность прибора и теплоизоляцию дома.
Для получения итогового результата потребуется также ввести общую площадь, которой будет требоваться обогрев.
Далее следует заполнить информацию о типе остекления, уровне теплоизоляции стен, полов и потолков. В качестве дополнительных параметров учитываются также высоту, на которой расположен потолок в помещении, вводят сведения о количестве стен, взаимодействующих с улицей. Учитывают этажность здания, наличие сооружений поверх дома.
После ввода необходимых полей кнопка выполнения расчетов становится «активной» и можно получить расчет кликнув мышью по соответствующей клавише. Для проверки полученной информации можно воспользоваться формулами расчета.
Наглядно про расчет мощности газового котла смотрите в видеоролике:
Преимущества использования газовых котлов
Газовое оборудование обладает рядом преимуществ и недостатков. К плюсам можно отнести:
- возможность частичной автоматизации процесса работы котла;
- в отличие от других источников энергии, природный газ обладает невысокой стоимостью;
- приборы не требуют частого обслуживания.
К недостаткам газовых систем относят высокую взрывоопасность газа, однако при правильном хранении газовых баллонов, своевременном проведении технического обслуживания, этот риск минимален.
Расчёт количества секций отопительных приборов
Система отопления не будет эффективной, если не рассчитать оптимальное количество секций радиаторов. Неправильный расчёт приведёт к тому, что комнаты будут обогреваться неравномерно, котёл будет работать на пределе возможностей или, наоборот, «вхолостую» растрачивая топливо.
Некоторые владельцы домов считают: чем больше батарей, тем лучше. Однако, при этом удлиняется путь теплоносителя, который постепенно охлаждается, а значит, последние комнаты в системе рискуют остаться без тепла. Принудительная циркуляция теплоносителя, отчасти, решает эту проблему. Но нельзя упускать из виду мощность котла, который может просто «не потянуть» систему.
Чтобы рассчитать количество секций, понадобятся следующие значения:
- площадь отапливаемой комнаты (плюс смежной, где нет радиаторов);
- мощность одного радиатора (указана в технической характеристике);
принять во внимание, что на 1 кв. м
жилой площади потребуется 100 Вт мощности для средней полосы России (согласно требованиям СНиПа).
Площадь комнаты умножают на 100 и полученную сумму делят на параметры мощности устанавливаемого радиатора.
Пример для комнаты в 25 кв. метров и мощности радиатора 120 Вт: (20х100)/185=10,8=11
Эта самая простая формула, при не стандартной высоте комнат или их сложной конфигурации используются другие значения.
Как правильно рассчитать отопление в частном доме, если мощность радиатора по каким-то причинам неизвестна? По умолчанию берётся средне статическая мощность в 200 Вт. Можно брать средние значения определённых типов радиаторов. Для биметаллических эта цифра составляет — 185 Вт, для алюминиевых — 190 Вт. У чугунных значение значительно ниже — 120 Вт.
Если расчёт ведётся для угловых помещений, то полученный результат можно смело умножать на коэффициент 1,2.