Расчет мощности котла отопления по площади
Для приблизительной оценки требуемой производительности теплового агрегата достаточно площади помещений. В самом простом варианте для средней полосы России считают, что 1кВт мощности может обогреть 10м 2 площади. Если у вас дом площадью 160м2, мощность котла для его обогрева — 16кВт.
Эти расчеты приблизительны, ведь не учитывается ни высота потолков, ни климат. Для этого существуют выведенные опытным путем коэффициенты, при помощи которых вносятся соответствующие корректировки.
Указанная норма — 1кВт на 10м 2 подходит для потолков 2,5-2,7м. Если у вас потолки в помещении выше, нужно вычислять коэффициенты и пересчитывать. Для этого высоту ваших помещений делим на стандартную 2,7м и получаем поправочный коэффициент.
Расчет мощности котла отопления по площади — самый простой способ
Например, высота потолков 3,2м. Считаем коэффициент: 3,2м/2,7м=1,18 округляем, получаем 1,2. Выходит, что для обогрева помещения 160м 2 с высотой потолков 3,2м требуется отопительный котел мощностью 16кВт*1,2=19,2кВт. Округляют обычно в большую сторону, так что 20кВт.
Чтобы учесть климатические особенности есть уже готовые коэффициенты. Для России они такие:
- 1,5-2,0 для северных регионов;
- 1,2-1,5 для подмосковных регионов;
- 1,0-1,2 для средней полосы;
- 0,7-0,9 для южных регионов.
Если дом находится в средней полосе, чуть южнее Москвы, применяют коэффициент 1,2 (20кВт*1,2=24кВт), если на юге России в Краснодарском крае, например, коэффициент 0,8, то есть мощность требуется меньше (20кВт*0,8=16кВт).
Расчет отопления и подбор котла — важный этап. Неправильно найдете мощность и можете получить такой результат…
Это основные факторы, которые учитывать необходимо. Но найденные значения справедливы, если котел будет работать только на отопление. Если требуется еще и греть воду, нужно добавить 20-25% от рассчитанной цифры. Потом требуется добавить «запас» на пиковые зимние температуры. Это еще 10%. Итого получаем:
- Для отопления дома и ГВС в средней полосе 24кВт+20%=28,8кВт. Потом запас на холода — 28,8кВт+10%=31,68кВт. Округляем и получаем 32кВт. Если сравнивать с первоначальной цифрой в 16кВт, разница получается в два раза.
- Дом в Краснодарском крае. Добавляем мощность для нагрева горячей воды: 16кВт+20%=19,2кВт. Теперь «запас» на холода 19,2+10%=21,12кВт. Округляем: 22кВт. Разница не столь разительная, но тоже достаточно приличная.
Из примеров видно, что учитывать хотя-бы эти значения нужно обязательно. Но очевидно, что в расчете мощности котла для дома и квартиры, разница быть должна. Можно пойти тем же путем и использовать коэффициенты для каждого фактора. Но есть более простой способ, который позволяет внести коррекции за один раз.
При расчете котла отопления для дома применяется коэффициент 1,5. Он учитывает наличие теплопотерь через кровлю, пол, фундамент. Справедлив при средней (нормальной) степени утепления стен — кладка в два кирпича или аналогичные по характеристикам стройматериалы.
Для квартир применяются другие коэффициенты. Если сверху находится отапливаемое помещение (другая квартира) коэффициент 0,7, если отапливаемый чердак — 0,9, если неотапливаемый чердак — 1,0. Нужно найденную по описанной выше методике мощность котла умножить на один из этих коэффициентов и получите достаточно достоверное значение.
Чтобы продемонстрировать ход вычислений, произведем расчет мощности газового котла отопления для квартиры 65м 2 с потолками 3м, которая расположена в средней полосе России.
- Определяем требуемую мощность по площади: 65м 2 /10м 2 =6,5кВт.
- Вносим поправку на регион: 6,5кВт*1,2=7,8кВт.
- Котел будет греть воду, потому добавляем 25% (любим погорячее) 7,8кВт*1,25=9,75кВт.
- Добавляем 10% на холода: 7,95кВт*1,1=10,725кВт.
Теперь результат округляем и получаем: 11Квт.
Указанный алгоритм справедлив для подбора отопительных котлов на любом виде топлива. Расчет мощности электрического котла отопления ничем не будет отличаться от расчета котла твердотопливного, газового или на жидком топливе. Основное — производительность и эффективность котла, а теплопотери от типа котла не изменяются. Весь вопрос в том, как потратить меньше энергоносителей. А это уже область утепления.
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.
Расчет мощности твердотопливного котла
Твердотопливные котлы в последнее время применяются значительно реже электрических и газовых. Они характеризуются доступностью, возможностью автономного функционирования, экономичночной эксплуатацией, необходимостью места для хранения топлива.
Отличительной особенностью, которую следует учитывать при определении мощности твердотопливного котла, является цикличность получаемой температуры. Суточная температура в отапливаемом помещении колеблется в пределах 5ºС. Если нет возможности отказаться от подобной системы, есть два способа, как поддерживать стабильную температуру в помещении: использование термобаллона и применение водяных теплоаккумуляторов.
Теплоотдача котла – зачем нужны расчеты
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.
Система отопления
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.
Немного советов по выбору
Каждый производитель сейчас старается обеспечить покупателя полным набором оборудования, которое только может ему понадобится, мощность учитывается тоже. Электрический котёл не стал исключением. В комплекте с ним идут программатор, насос для циркуляции теплоносителя, расширительный бак. Благодаря этому легко понять, каким должен быть показатель мощности у электрического котла. С этим справится даже начинающий пользователь.
Кроме того, обязательны устройства для защиты оборудования и специальных кабелей. Таким образом, установку можно полностью выполнить своими руками. Мощность котла не имеет значения.
Но иногда требуется и самостоятельная доукомплектация. Для тех, кто разбирается в электрических моделях, это решение зачастую становится наиболее актуальным. В том числе и по мощности. Систему электроснабжения можно использовать обычного типа, если устанавливается электрический котёл, мощность которого доходит до 6 кВт.
С недавнего времени потребление электроэнергии электрическим котлом стало не менее важным показателем, чем установка в системе специального насоса. Такое решение тоже помогает понять, сколько электроэнергии уходит, и почему. В данном случае расход заметно уменьшается. В системе можно будет использовать трубы с меньшим диаметром, чем в обычной ситуации. Насос с мокрым ротором – основный вид оборудования, который чаще всего можно увидеть в частных домах. Мощность его вполне соответствует требованиям.
- Ротор омывается жидкостью, которая электрическим оборудованием никогда не перекачивается. Потребление ресурсов становится более выгодным.
- Не требуется установки дополнительного вентилятора, поскольку устройство никогда не перегревается. Мощности котла хватает для нагрузок в нормальном режиме.
- Из-за того, что вентилятор отсутствует, работа всей системы становится практически бесшумной. В жилых помещениях это становится особенно актуальным, мощность от этого не страдает.
Такие насосы сами могут поддерживать автоматическую, либо ручную регулировку. Мощность в данном случае большой роли не играет. Первый вариант является наиболее предпочтительным, поскольку он позволяет экономить электроэнергию. Тогда более выгодным становится само отопление электрическим котлом.
Сколько обходится его работа? Чтобы произвести расчёт, достаточно знать о некоторых особенностях эксплуатации. Например, какая температура чаще всего поддерживается в помещении. Что касается общей схемы для отопления дома, то лучше выбирать принудительную циркуляцию. Это тоже оптимальный вариант, позволяющий добиться максимальных результатов при минимальных вложениях.
Какой запас мощности должен быть
Мощность для подбора источника отопления с бойлером косвенного нагрева при одновременной работе отопления и ГВС определяется по формуле:
М к= (Мо+Мгвс)*Кз,
где:
- Мк-комбинированная мощность, кВТ;
- Мо — мощность источника, достаточная для обеспечения отопительной нагрузки дома, кВт;
- Мгвс — мощность источника нужная для компенсации нагрузки на горячее водоснабжение, кВт;
- Кз — коэффициент запаса.
В случае поочередного функционирования систем отопления и ГВС:
Мк= Мгвс *Кз
Резерв производительности подсчитывается в зависимости от конструкции нагревательного оборудования.
Для одноконтурных модификаций, запас составляет – 20.0%;
для двухконтурных – 20.0%+20.0%.
Для вышенаведенных примеров теплопроизводительность котла, будет равна.
При одновременной работе систем отопления и ГВС:
Мо = 24 кВт.
Мгвс= 24 кВт.
Кз= 1.4.
Мк= (24+24)* 1.4= 67.2 кВт.
При поочередной работе систем отопления и ГВС:
Мк=24*1.4= 33.6 кВт.
Таким образом выполнить исходный расчет мощности газового источника тепловой энергии не является трудным процессом. Его, возможно, применять для предварительного подбора бойлерного оборудования.
В случае, если же абоненту не хватает ориентировочного расчета эффективности газовых котлов, и необходимо, чтобы теплопотери строения, нагрузка по ГВС и производительность котла были определены более точно, потребуется обратиться к квалифицированным специалистам, чтобы выполнить комплексный проект теплоснабжения дома с разработкой схемы и выбором оборудования.
Конкретные расчёты
Допустим, нужно сделать расчёт для домовладения площадью 150 кв. м. Если принять, что на 1 квадратный метр теряется 100 Ватт тепла, получаем: 150х100=15 кВатт тепловых потерь.
Как соотносится это значение с циркуляционным насосом? При тепловых потерях происходит постоянный расход тепловой энергии. Для поддержания температурного режима в помещении необходимо большее количество энергии, чем для его компенсации.
Для расчёта циркуляционного насоса для системы отопления, следует понимать, какие у него функции. Это устройство выполняет следующие задачи:
- создать напор воды, достаточный для того, чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление узлов системы;
- перекачать по трубам и радиаторам такой объем горячей воды, который требуется для эффективного прогрева домовладения.
То есть, для того, чтобы система заработала, нужно подогнать тепловую энергию к радиатору. И эту функцию выполняет циркуляционный насос. Именно он стимулирует подачу теплоносителя к приборам отопления.
Следующая задача: какое количество воды, согретой до нужной температуры, надо доставить к радиаторам за определённый период времени, при этом компенсируя все теплопотери? Ответ выражается в количестве перекачанного теплоносителя в единицу времени. Это и будет называться мощностью, которой обладает циркуляционный насос. И наоборот: можно определить примерный расход теплоносителя по мощности насоса.
Данные, которые для этого нужны:
- Количество тепловой энергии, необходимой для того, чтобы компенсировать теплопотери. Для данного домовладения площадью 150 кв. метров эта цифра 15 кВт.
- Удельная теплоёмкость воды, которая выступает в роли теплоносителя — 4200 Дж на 1 килограмм воды, на каждый градус температуры.
- Дельта температур между водой на подаче из котла и на последнем отрезке трубопровода в обратке.
Считается, что в нормальных условиях это последнее значение не бывает больше 20 градусов. В среднем берут 15 градусов.
Формула для того, чтобы рассчитать насос, следующая: G/(cх(Т1-Т2))= Q
- Q — это расходование теплоносителя в отопительной системе. Столько жидкости при определённой температуре нужно доставить циркуляционному насосу к отопительным приборам в единицу времени, чтобы теплопотери были компенсированы. Нецелесообразно приобретать устройство, у которого мощность больше. Это приведёт только к повышенному расходу электричества.
- G — теплопотери дома;
- Т2 — температура теплоносителя, вытекающая из теплообменника котла. Это именно тот уровень температуры, который нужен для обогрева помещения (примерно 80 градусов);
- Т1 — температура теплоносителя на обратном трубопроводе при входе в котёл (чаще всего 60 градусов);
- с — это удельная теплоёмкость воды (4200 Джоулей на кг).
При вычислении с помощью указанной формулы получается цифра 2,4 кг/с.
Теперь нужно перевести этот показатель на язык производителей циркуляционных насосов.
1 килограмм воды соответствует 1 кубическому дециметру. Один кубический метр равен 1000 кубических дециметров.
Получается, что в секунду насос перекачивает воду следующим объёмом:
2,4/1000=0,0024 куб. м.
Далее нужно перевести секунды в часы:
0,0024х3600=8,64 куб. м/ч.
Онлайн-калькулятор расчета мощности котла.
Программа-калькулятор обеспечивает довольно точные расчеты благодаря широкому спектру используемых параметров. Наш онлайн-калькулятор расчета необходимой мощности котла учитывает в своих алгоритмах не только площадь помещения, но и, например, высоту потолков и теплоизоляцию стен.
Для определения рекомендуемой мощности отопительного оборудования достаточно ввести площадь отапливаемого помещения, задать необходимые параметры и нажать на кнопку «Выполнить расчет».
Подбирая котёл, иногда трудно определить его соответствие требованиям отопления конкретного дома. Вроде бы есть данные о размерах, внутреннем объёме. Но этого оказывается недостаточно. Современное определение требует знания показателя тепловых потерь, характерных для этого дома. Именно с тепловыми потерями связывается возможность выбора мощности будущего котла, который должен их компенсировать в ходе своей работы.
Расчет мощности в зависимости от объема помещения
Формула расчета такова:
Q = VxΔTxK/850,
- где Q – количество тепла, определенное в кВт/ч4;
- V – объем помещения (единица измерения куб. м);
- ΔT является разницей между температурой снаружи и температурой в помещении;
- К – корректирующий коэффициент, учитывающий теплопотери;
- цифра 850 используется для того, чтобы перевести произведение вышеуказанных трех показателей в кВт/час.
К может иметь такие значения:
- 3-4 – для помещений, представляющих собой упрощенную деревянную конструкцию или здание, сделанное из профлиста.
- 2-2,9 – для зданий, имеющих небольшую теплоизоляцию. Конструкция таких домов является упрощенной, толщина стены равна длине 1 кирпича, окна и крыша имеют простое строение.
- 1-1,9 – для домов, конструкция которых является стандартной. Кирпичная кладка двойная, количество простых окон небольшое. Крыша имеет обычную кровлю.
- 0,6-0,9 – для домов с улучшенной конструкцией, двойной теплоизоляцией кирпичных стен, окнами с двойным стеклопакетом, толстой основой пола, крышей, сделанной из хорошего теплоизоляционного материала.
В качестве примера возьмём современный дом с площадью в 200 кв. м, высотой стен 3 м и первоклассной теплоизоляцией. Дом находится в зоне, где зимой температура не опускается ниже -25 °С. В таком случае ΔT = 20 – (-25) = 45 °С. Поэтому для отопления дома нужно создать Q = 200*3*45*0,9/850 = 28,58 кВт/ч. Цифру округлять не стоит, ведь она не является конечной и ее нужно повысить своими руками на количество тепла для ГВС. Если воду планируется нагревать другим образом, то полученный результат не корректируют, и часть расчета завершена.
Расчет тепловой мощности системы отопления
Тепловая мощность системы отопления — это количество теплоты, которое необходимо выработать в доме для комфортной жизнедеятельности в холодное время года.
Теплотехнический расчет дома
Существует зависимость между общей площадью обогрева и мощностью котла. При этом, мощность котла должна быть больше или равняться мощности всех отопительных приборов (радиаторов). Стандартный теплотехнический расчет для жилых помещений следующий: 100 Вт мощности на 1 м² отапливаемой площади плюс 15 — 20 % запаса.
Расчет количества и мощности приборов отопления (радиаторов) необходимо проводить индивидуально для каждого помещения. Каждый радиатор имеет определенную тепловую мощность. В секционных радиаторах общая мощность складывается из мощности всех используемых секций.
В несложных отопительных системах приведенных способов расчета мощности бывает достаточно. Исключение — здания с нестандартной архитектурой, имеющие большие площади остекления, высокие потолки и другие источники дополнительных теплопотерь. В этом случае потребуется более детальный анализ и расчет с использованием повышающих коэффициентов.
Теплотехнический расчет с учетом тепловых потерь дома
Расчет тепловых потерь дома необходимо выполнять для каждого помещения в отдельности, с учетом окон, дверей и внешних стен.
Более детально для данных теплопотерь используют следующие данные:
- Толщину и материал стен, покрытий.
- Конструкцию и материал кровельного покрытия.
- Тип и материал фундамента.
- Тип остекления.
- Тип стяжек пола.
Для определения минимально необходимой мощности отопительной системы с учетом тепловых потерь можно воспользоваться следующей формулой:
Qт(кВт×ч) = V × ΔT × K ⁄ 860, где:
Qт — тепловая нагрузка на помещение.
V — объем обогреваемого помещения (ширина × длина × высота), м³.
ΔT — разница между температурой воздуха вне помещения и необходимой температурой внутри помещения, °C.
K — коэффициент тепловых потерь строения.
860 — перевод коэффициента в кВт×ч.
Коэффициент тепловых потерь строения K зависит от типа конструкции и изоляции помещения:
| K | Тип конструкции |
| 3 — 4 | Дом без теплоизоляции — упрощенная конструкция или конструкция из гофрированного металлического листа. |
| 2 — 2,9 | Дом с низкой теплоизоляцией — упрощенная конструкция здания, одинарная кирпичная кладка, упрощенная конструкция окон и крыши. |
| 1 — 1,9 | Средняя теплоизоляция — стандартная конструкция, двойная кирпичная кладка, небольшое число окон, крыша со стандартной кровлей. |
| 0,6 — 0,9 | Высокая теплоизоляция — улучшенная конструкция, кирпичные стены с теплоизоляцией, небольшое число окон, утепленный пол, кровельный пирог с высококачественной теплоизоляцией. |
Разница между температурой воздуха вне помещения и необходимой температурой внутри помещения ΔT определяется исходя из конкретных погодных условий и требуемого уровня комфорта в доме. Например, если температура снаружи -20 °C, а внутри планируется +20 °C, то ΔT = 40 °C.
