Что такое мощность котла отопления. Как подобрать котел для отопления частного дома по мощности? Настенные или напольные котлы выбрать

Статья подготовлена при информационной поддержке инженеров компании Теплодар https://www.teplodar.ru/catalog/kotli/ – отопительные котлы по ценам от производителя.

Главнейшая характеристика, учитываемая при покупке котлов отопления, как газовых, так и электрических или твердотопливных - это их мощность. Поэтому многих потребителей, собирающихся приобрести теплогенератор для системы обогрева помещения, волнует вопрос, как рассчитать мощность котла, исходя из площади помещений и прочих данных. Об этом речь в следующих строках.

Параметры расчёта. Что необходимо учитывать

Но для начала разберёмся, что из себя вообще представляет эта столь важная величина, а главное, почему она так важна.

В сущности, описываемая характеристика теплового генератора, работающего на любом виде топлива, показывает его производительность - то есть, какой площади помещение он сможет обогреть вместе с отопительным контуром.

Например, отопительный аппарат с величиной мощности в 3 – 5 кВт способен, как правило, «охватить» теплом однокомнатную или даже двухкомнатную квартиру, а также дом площадью до 50 кв. м. Установка со значением 7 – 10 кВт «потянет» на трёхкомнатное жильё площадью до 100 кв. м.

Иными словами, обычно принимают мощность, равную примерно десятой доле всей отапливаемой площади (в кВт). Но это только в самом общем случае. Для получения конкретного значения нужен расчёт. В вычислениях должны учитываться различные факторы. Перечислим их:

Общая отапливаемая площадь.
Регион, где действует рассчитываемое отопление.
Стены дома, их теплоизоляция.
Теплопотери крыши.
Вид топлива котла.

А теперь непосредственно поговорим о расчёте мощности применительно к разным видам котлов: газовым, электрическим и твердотопливным.

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.

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.

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.

Как рассчитать мощность для электрокотлов

Электрические котлы используются для отопления нечасто. Основная причина в том, что электроэнергия сегодня слишком дорога, а максимальная мощность таких установок невысока. К тому же, возможны сбои и долговременные отключения электричества в сети.

Расчёт здесь можно произвести по той же формуле:

N котла = S х N уд. / 10,

после чего следует умножить полученный показатель на необходимые коэффициенты, о них мы уже писали.

Однако есть и другой, более точный в этом случае, метод. Укажем его.

Этот способ основывается на том, что первоначально берётся величина 40 Вт. Данная величина означает, что столько мощности без учёта дополнительных факторов необходимо для прогрева 1 м3. Далее расчёт ведётся так. Поскольку окна и двери являются источниками теплопотерь, то нужно прибавлять на каждое окно 100 Вт, а на дверь - 200 Вт.

На последнем этапе учитывают те же самые коэффициенты, о которых уже упоминалось выше.

Для примера рассчитаем таким способом мощность электрического котла, устанавливаемого в доме 80 м2 с высотой потолков 3 м, с пятью окнами и одной дверью.

N котла = 40х80х3+500+200=10300 Вт, или приближенно 10 кВт.

Если расчёт ведётся для квартиры на третьем этаже, необходимо полученную величину умножить, как уже говорилось, на понижающий коэффициент. Тогда N котла = 10х0.7=7 кВт.

Теперь поговорим о твердотопливных котлах.

Для твердотопливных

Этот вид оборудования, как ясно из названия, отличается использованием для отопления твёрдого топлива. Преимущества таких агрегатов очевидны большей частью в отдалённых посёлках и дачных обществах, где нет газопроводов. В качестве твёрдого топлива используются обычно дрова или пеллеты - прессованная стружка.

Методика расчёта мощности твердотопливных котлов идентична приведённой выше методике, характерной для газовых котлов отопления . Иными словами, расчёт ведётся по формуле:

N котла = S х N уд. / 10.

После расчёта силового показателя по этой формуле, его также умножают на приведённые выше коэффициенты.

Однако в этом случае необходимо учесть тот факт, что у твердотопливного котла низкий КПД. Поэтому после расчёта описанным методом следует прибавить запас мощности примерно 20%. Впрочем, если в системе отопления планируется использовать тепловой аккумулятор в виде ёмкости для накопления теплоносителя, то можно оставить расчётную величину.

Чертеж твердотопливного котла расчетной мощности

Перебор и недобор

Напоследок отметим, что установка котла для отопления без предварительного расчёта его мощности может привести к двум нежелательным ситуациям:

Мощность котла ниже необходимой для отопления имеющихся помещений.
Мощность котла больше, чем необходимо для обогрева имеющихся помещений.

В первом случае, помимо того, что дома будет постоянно холодно, сам агрегат может выйти из строя из-за постоянных перегрузок. А расход горючего окажется неоправданно большим. Переустановка котла на новый сопряжена с большими материальными расходами и трудностями при демонтаже, стоит ли говорить о моральных издержках? Вот почему так важно правильно рассчитать мощность агрегата!

Во втором случае не всё так плачевно. Избыточная мощность котла, в основном, просто доставляет неудобство. Во-первых, это ощущение излишне потраченных денег на дорогой агрегат. Во-вторых, как ни странно, слишком мощный агрегат, работающий постоянно вполсилы, снижает свой КПД и быстро изнашивается. К тому же, много топлива будет расходоваться впустую.

Как видим, во втором случае тоже есть существенные минусы. Однако здесь ситуацию можно исправить, если, скажем, добавить котлу функцию обогрева горячего водоснабжения. В любом случае, конечное решение за потребителем.

Итак, мы рассмотрели способы расчёта мощности котла отопления. Указанные рекомендации должны помочь потребителям во время сложного процесса выбора и приобретения отопительного агрегата.

Расчет мощности котла отопления, в частности газового котла , необходим не только для выбора котельного и отопительного оборудования, но и для обеспечения комфортного функционирования отопительной системы в целом и исключения лишних эксплуатационных расходов.

С точки зрения физики, в расчете тепловой мощности участвуют всего четыре параметра: температура воздуха снаружи, требуемая температура внутри, общий объем помещений и степень теплоизоляции дома, от которой зависят потери тепла. Но на самом деле, все не так просто. Уличная температура меняется в зависимости от времени года, требования к внутренней температуре обусловлены режимом проживания, общий объем помещений необходимо сначала рассчитать, а потери тепла зависят от материалов и конструкции дома, а также от размеров, количества и качества окон.

Калькулятор мощности газового котла и расхода газа за год

Представленный здесь калькулятор мощности газового котла и расхода газа за год способен существенно облегчить вам задачу выбора газового котла — достаточно выбрать соответствующие значения полей, и вы получите требуемые значения.

Обратите внимание на то, что калькулятор рассчитывает не только оптимальную мощность газового котла для отопления дома, но и среднегодовой расход газа. Именно поэтому в калькулятор введен параметр «количество проживающих». Он необходим для того, чтобы учесть средний расход газа на приготовление пищи и получение горячей воды для бытовых нужд.

Этот параметр актуален только в том случае, если для кухонной плиты и водонагревателя вы тоже используете газ. Если же вы пользуетесь для этого другими приборами, например, электрическими, а то и вовсе не готовите дома и обходитесь без горячей воды - поставьте в поле «количество проживающих» ноль.

В калькуляции применены следующие данные:

продолжительность отопительного сезона — 5256 ч;
продолжительность временного проживания (лето и выходные 130 дней) — 3120 ч;
средняя температура за отопительный период — минус 2,2°C;
температура воздуха наиболее холодной пятидневки в Санкт-Петербурге — минус 26°C;
температура грунта под домом в отопительный период — 5°C;
пониженная комнатная температура при отсутствии человека — 8,0°C;
утепление чердачного перекрытия — слой минваты плотностью 50 кг/м³ толщиной 200 мм.

Как выполнить расчет мощности газового котла при заданных параметрах отапливаемого помещения? Мне известны, как минимум три разных способа, дающих разный уровень достоверности результатов, и сегодня мы познакомимся с каждым из них.

Общая информация

Почему мы рассчитываем параметры именно для газового отопления?

Дело в том, что газ является самым экономичным (и, соответственно, самым популярным) источником тепла. Киловатт-час тепловой энергии, полученной при его сгорании, обходится потребителю в 50-70 копеек.

Для сравнения - цена киловатт-часа тепла для других энергоносителей:

Твердое топливо - 1,1-1,6 рубля за киловатт-час;
Дизтопливо - 3,5 р./кВт·ч;
Электроэнергия - 5 р./кВт·ч.

Кроме экономичности, газовое оборудование привлекает удобством использования. Котел требует обслуживания не чаще раза в год, не нуждается в растопках, чистке зольника и пополнении запаса топлива. Приборы с электронным розжигом работают с выносными термостатами и способны автоматически поддерживать постоянную температуру в доме вне зависимости от погоды.

Отличается ли расчет газового котла для дома от расчета твердотопливного, жидкотопливного или электрического котла?

В общем случае - нет. Любой источник тепла должен компенсировать теплопотери через пол, стены, окна и потолок здания. Его тепловая мощность никак не связана с используемым энергоносителем.

В случае двухконтурного котла, снабжающего дом горячей водой для хознужд, нам нужен резерв мощности для ее нагрева. Избыточная мощность обеспечит одновременный расход воды в системе ГВС и нагрев теплоносителя на отоплении.

Методы расчетов

Схема 1: по площади

Нам поможет в этом нормативная документация полувековой давности. Согласно советским СНиП, отопление должно проектироваться из расчета 100 ватт тепла на квадрат отапливаемого помещения.

Давайте, для примера выполним расчет мощности для дома размером 6х8 метров:

Площадь дома равна произведению его габаритных размеров. 6х8х48 м2;
При удельной мощности 100 Вт/м2 полная мощность котла должна быть равна 48х100=4800 ватт, или 4,8 кВт.

Выбор мощности котла по площади отапливаемого помещения прост, понятен и… в большинстве случаев дает неверный результат.

Потому, что он пренебрегает рядом важных факторов, влияющих на реальные теплопотери:

Количеством окон и дверей . Через остекление и дверные проемы теряется больше тепла, чем через капитальную стену;
Высотой потолков . В многоквартирных домах советской постройки она была стандартной - 2,5 метра с минимальной погрешностью. А вот в современных коттеджах можно встретить потолки высотой в 3, 4 и более метров. Чем выше потолок, тем больше отапливаемый объем;

Климатической зоной . При неизменном качестве теплоизоляции теплопотери прямо пропорциональны разности внутренней и уличной температур.

В многоквартирном доме на теплопотери влияет расположение жилого помещения относительно внешних стен: торцевые и угловые комнаты теряют больше тепла. Однако в типичном коттедже все комнаты имеют общие стены с улицей, поэтому соответствующий коэффициент поправки закладывается в базовое значение тепловой мощности.

Схема 2: по объему с учетом дополнительных факторов

Как выполнить своими руками расчет газового котла для отопления частного дома с учетом всех упомянутых мной факторов?

Первое и основное: в расчете мы учитываем не площадь дома, а его объем, то есть произведение площади на высоту потолков.

Базовое значение мощности котла на один кубометр отапливаемого объема - 60 ватт;
Окно увеличивает теплопотери на 100 ватт;
Дверь прибавляет 200 Вт;
Теплопотери умножаются на региональный коэффициент . Он определяется средней температурой наиболее холодного месяца:

Изображение	Коэффициент и климатическая зона
	0,6-0,9 - для регионов со средней температурой января около 0 °С (Краснодарский край, Крым).
	1,2-1,3 - для средней температуры самого холодного месяца в -15-20 °С (Московская и Ленинградская области).
	1,5-1,6 - для областей со средней январской температурой в -25-30 °С (Новосибирская область, Хабаровский край).
	2 - для -40 и ниже (Чукотка, Якутия).

Давайте снова рассчитаем мощность котла для нашего дома размером 6х8 метров, уточнив несколько дополнительных параметров:

Расположение дома - город Севастополь (средняя температура января - +3 градуса по шкале Цельсия);
Количество окон - 5. На улицу ведет одна дверь;
Высота потолка - 3,2 метра.

Объем дома (с внешними стенами) равен произведению трех его габаритов: 6х8х3,2=153,6 кубометра;

Базовая мощность для этого объема - 153,6х60=9216 Вт;
С учетом окон и дверей она увеличится на 5х100+200=700 ватт. 9216+700=9916;
Региональный коэффициент для теплого климата Крыма мы возьмем равным 0,6.

9916*0,6=6000 (с округлением) ватт.

Как видите, усложненная схема расчета дала результат, заметно отличающийся от предыдущего. Насколько он точен?

Расчет даст достоверный результат для дома, качество утепления которого примерно соответствует качеству утепления домов советской постройки. В основе схемы - все те же 100 ватт на квадрат площади, пересчитанные с учетом стандартной высоты потолков в 2,5 метра в 40 Вт/м3 и умноженные на коэффициент 1,5 для компенсации теплопотерь частного дома через крышу и пол.

Как определить потребность в тепле дома с нестандартным утеплением?

Схема 3: по объему с учетом качества утепления

Самая универсальная формула расчета тепловой мощности котла имеет вид Q=V*Dt*k/860.

В этой формуле:

Q - теплопотери дома в киловаттах;
V -объем, который предстоит отапливать котлу, в кубометрах;
Dt - расчетная дельта температуры между отапливаемым помещением и воздухом за внешними стенами;
k - коэффициент рассеивания, определяющийся качеством утепления дома.

Как подобрать коэффициент k?

Выберите его значение для ваших условий, руководствуясь следующей таблицей:

Изображение	Значение коэффициента и описание постройки
	3-4 - постройка без утепления (склад из профлиста, щитовой дом со стенами из досок в один слой)
	2,0-2,9 - стены из бруса толщиной 10 см или из кирпича толщиной 25 см, деревянные рамы, одиночное остекление
	1,0-1,9 - кирпичные стены толщиной 50 см, двойные стеклопакеты в окнах
	0,6-0,9 - фасад, утепленный пенопластом или минватой, пластиковые окна с тройными или энергосберегающими стеклопакетами

Как выбрать значение расчетной уличной температуры? В расчетах принято использовать температуру наиболее холодной пятидневки зимы для данного региона. Редкие экстремальные заморозки не учитываются: при падении столбика термометра ниже привычных отметок можно задействовать вспомогательные источники тепла (обогреватели, тепловентиляторы и т.д.).

Где взять соответствующую информацию? Инструкция вполне предсказуема: нужные данные найдутся в СНиП 23-01-99, нормативном документе, посвященном строительной климатологии.

Для удобства читателей я приведу здесь небольшую выдержку из текста СНиП.

Город	Температура самых холодных 5 дней зимы, °С
Майкоп	-22
Барнаул	-42
Благовещенск	-37
Тында	-46
Шимановск	-41
Архангельск	-37
Астрахань	-26
Уфа	-39
Белгород	-28
Брянск	-30
Улан-Удэ	-40
Владимир	-34
Вологда	-37
Воронеж	-31
Махачкала	-19
Иркутск	-38
Калининград	-24
Петропавловск-Камчатский	-22
Печора	-48
Кострома	-35
Агата	-55
Туруханск	-56
Санкт-Петербург	-30
Сусуман	-57
Москва	-32
Новосибирск	-42
Владивосток	-26
Комсомольск-на-Амуре	-37
Ялта	-8
Севастополь	-11

Давайте вернемся к нашему примеру с домом в Севастополе, очередной раз уточнив несколько деталей:

Остекление окон - одиночное, в деревянных крупнощелевых рамах;
Материал стен - бут, толщиной около полуметра.

Приступим к расчетам.

За расчетную внутреннюю температуру мы примем соответствующие санитарным нормам +20°С. С учетом данных из приведенной выше таблицы параметр Dt будет равен 20 — -11 = 31 градус;
Коэффициент рассеивания примем равным 2,0: у бутовых стен теплопроводность куда выше, чем у кирпичных;

Объем дома мы вычислили ранее. Он равен 153,6 куба;
Подставим значения переменных в нашу формулу. Q=153,6х31*2/860=11 кВт.

Как видите, поправка на значительные теплопотери увеличила расчетную мощность газового котла почти вдвое.

Два контура

Очень просто: на работу второго проточного в проект закладывается 20-процентный запас. В нашем случае требуемая мощность составит 11х1,2=13,2 кВт.

Для ответа на этот вопрос недостаточно лишь данных о его кубатуре. Чтобы правильно подобрать отопительное оборудование, нужна информация о теплопотерях дома.

Для обеспечения надлежащего комфорта пользования системой ГВС мощность двухконтурного котла должна быть значительно больше, чем в случае, когда котел лишь обогревает дом.

При строительстве или реконструкции дома возникает необходимость подбора мощности котла для обеспечения жилища теплом и горячей водой.

Без математики — ни шагу.

Основной информацией, необходимой для подбора мощности котла, являются теплопотери дома, которые он должен компенсировать. Их необходимо рассчитать. В каждой стране принята определенная методика расчета теплопотерь, которая учитывает местные климатические условия.

В Украине действует методика, изложенная в ДБН В 2.6-31:2006 «Тепловая изоляция сооружений», которая содержит требования к теплотехническим показателям ограждающих конструкций домов и сооружений и порядок их расчета.

Заказывая архитектору проект дома, вы вправе потребовать, чтобы проект содержал результаты таких расчетов. Исходя из них, вы сможете подобрать не только котел, но и отопительное оборудование для всех помещений. С использованием компьютерной программы. Производить расчет теплопотерь облегчают компьютерные программы, бесплатные версии которых распространяют многие фирмы, занимающиеся монтажом. Благодаря расширенным дополнительным функциям программа позволяет выполнять расчеты даже людям, которые-раньше никогда не сталкивались с проектированием. Но из-за отсутствия соответствующего опыта для проведения расчета им, скорее всего, потребуется значительно больше времени. По результатам таких расчетов лучше проконсультироваться со специалистом.

С помощью анкеты. Если у вас нет проекта с рассчитанными архитектором (проектантом)теплопотерями, можно попробовать определить их самостоятельно, используя упрощенные методы расчетов. Достаточно точными для небольших частных домов являются еще не очень распространенные у нас, но очень практичные анкеты.
В них поставлены вопросы, касающиеся: кубатуры дома, материала стен и их толщины; материала утеплителя и его толщины; количества окон и их размеров, количества камер в стеклопакетах и другие. На каждый из поставленных вопросов представлено несколько вариантов ответа. Нужно выбрать тот, который лучше всего описывает ваш дом. Каждому ответу соответствует определенное число. Производя математические действия с этими числами согласно приложенной инструкции, получим значение, которое описывает теплопотери вашего дома. Его точность вполне приемлема для подбора мощности котла. Заполнение анкеты и расчеты занимают всего лишь несколько минут. Приблизительно. Наиболее простым методом расчета теплопотерь дома является их определение с помощью условного коэффициента, который приблизительно составляет:

130-200 Вт/м- — для домов без теплоизоляции;
90-110 Вт/м- — для домов с теплоизоляцией, построенных в 80-90 годов XX века;
50-70 Вт/м2 — для домов с современными окнами, хорошо теплоизолированных и построенных, начиная с конца 90-х годов XX века.

Теплопотери определяют, умножая значение коэффициента на площадь дома. Эти расчеты очень приблизительны, они не учитывают количество и размеры окон, форму дома и его местоположение — факторы, которые значительно влияют на теплопотери дома. Такие расчеты не должны быть основным критерием при выборе котла, их можно использовать для оценки расчетов проектировщика. К сожалению, разница между этими результатами бывает значительной, поэтому таким образом можно выявить только грубую ошибку.

«На глаз ». Еще совсем недавно, когда топливо было дешевым, дома практически не утеплялись, а окна были негерметичными и никто не задумывался над понятием энергосбережения — монтажники подбирали мощность котла очень просто — 1 кВт на каждые 10 м- площади дома. Но сегодня нужно подбирать котел, опираясь на строгие расчеты.

Более высокий комфорт — более высокая мощность.

Двухконтурный котел мощностью 18 кВт позволяет комфортно использовать горячую воду только одному человеку. Открывание в это время второго крана приведет к значительному снижению напора и температуры горячей воды. Большая семья будет испытывать дискомфорт от работы ГВС, которую обеспечивает такой котел. Приобретение котла большей мощности, например 28 кВт, возможно, устранит дискомфорт при пользовании ГВС, но нужно взвесить, не будет ли минимальная мощность такого котла слишком большой по сравнению с потребностью в тепле для обогрева дома.

Чтобы котел работал в наиболее подходящем ему режиме, то есть с постоянной [приблизительно одинаковой) мощностью, используются гидравлические системы с четырехходовым смесительным клапаном.

Похожего эффекта, но за меньшие деньги, можно достичь, установив так называемый термогидравлический распределитель

Теплопотери и мощность котла.

Рассчитанные теплопотери дома равны его максимальной потребности в тепле, необходимом для поддержания в доме комфортной температуры — обычно +20°С. Максимальная потребность в тепле возникает в самые холодные дни, когда наружная температура опускается (в зависимости от температурной зоны) до -22°С. Следует учитывать, что такие морозы бывают лишь несколько дней в году, а иногда не наблюдаются несколько лет подряд. Тем не менее, котел должен эффективно функционировать на протяжении всего отопительного сезона, когда температура колеблется чаще всего вблизи нуля. В этом случае для обогрева дома достаточно котла наполовину меньшей {чем расчетная) мощности. Поэтому часто покупка котла большей мощности не имеет смысла — не только в связи с его более высокой ценой, но также с учетом понижения КПД его работы тогда, когда потребность в тепле будет значительно ниже расчетной. Недостаток тепла в холодные дни можно восполнить другими источниками, например камином или электрическими обогревателями.

Как совместить высокую мощность с низкой потребностью.
Лучше всего, если котел на протяжении всего времени работает с постоянной, номинальной мощностью. Но потребность в тепловой энергии (в зависимости от наружной температуры) все время меняется. Как решить эту задачу? Смесительные клапаны. Одним из способов такого решения является использование гидравлических систем с четырехходовым смесительным клапаном или с термогидравлическим распределителем. В таких системах температура воды, поступающая в радиаторы, регулируется не изменением мощности котла, а изменением положения регулирующего клапана и производительностью циркуляционных насосов. Благодаря этому котел постоянно работает в оптимальных условиях. Это очень хорошее, но достаточно дорогое решение.

Многоступенчатые горелки.

В небольших и не очень дорогих системах с газовыми или жидкотопливными котлами вопрос адаптации производительности котла к актуальной потребности в тепле решается с помощью многоступенчатых горелок. Когда не нужна полная мощность, котел, оснащенный такой горелкой, работает с более низкой мощностью (более низкая ступень горелки). Более совершенным вариантом являются горелки с плавной регулировкой мощности, так называемой модуляцией. Они повсеместно используются в навесных газовых котлах. В жидкотопливных котлах они встречаются значительно реже. Котел с модуляционной горелкой является более дешевым и менее хлопотным вариантом, чем система со смесительным клапаном. Не требуется никаких дополнительных элементов — вся необходимая арматура смонтирована в корпусе котла, Регулировка мощности возможна также в современных твердотопливных котлах, которые работают на пеллетах и оснащенных автоматизированной системой подачи топлива (к сожалению, дорогих).

Модуляция не является идеальным решением.

Котел с модуляционной горелкой вырабатывает энергию, равную текущей потребности в тепле. На первый взгляд, можно было бы предположить, что при выборе такого котла не нужно точно определять теплопотери дома. Ведь зная их лишь приблизительно, можно купить котел большей мощности, который в любом случае будет работать с необходимой на определенный момент мощностью. К сожалению, на практике модуляция мощности котла не полностью решает все вопросы. Сразу после включения котел начинает работать с максимальной мощностью, по истечению некоторого времени его автоматика начинает снижать мощность до оптимального уровня. Если мощный котел будет работать в небольшой системе, то в условиях, когда потребность в тепле небольшая (т. е. наружная температура около нуля или выше), вода в системе нагреется еще до того, как горелка достигнет необходимого уровня модуляции и котел отключится. Вода в системе быстро остынет и ситуация повторится. Котел будет работать в импульсном режиме — так, как будто он оснащен одноступенчатой горелкой большой мощности. Модуляция мощности возможна лишь в ограниченном диапазоне, который обычно составляет не меньше, чем 30% максимальной мощности. Поэтому слишком большая максимальная мощность котла приведет к возникновению сложностей с адаптацией его производительности при более высокой наружной температуре. Есть котлы с более широким диапазоном модуляции мощности, но это более дорогие конденсационные котлы.

Жидкотопливный котел не для маленького дома.

Достаточно большие затруднения возникают при подборе жидкотопливного котла для небольшого дома. Для компенсации теплопотерь хорошо утепленного дома площадью около 150 м: обычно достаточно котла мощностью не более 10 кВт, а мощность представленных на рынке жидкотопливных котлов минимум в два раза выше. Работа жидкотопливного котла в импульсном режиме (то есть частое включение и выключение) еще более неблагоприятна для него, чем для газового котла. Сразу после включения жидкотопливной горелки из продуктов сгорания выделяется много сажи и продуктов неполного сгорания, которые засоряют камеру сгорания котла. Поэтому ее придется часто чистить, иначе слой сажи будет затруднять теплообмен, и КПД котла снизится, то есть он будет потреблять больше топлива.

Центральное отопление -это только начало.

Большинства описанных проблем, которые возникают, теоретически можно избежать, подобрав котел с мощностью, которая не превышает, а даже немного ниже расчетных теплопотерь дома. Но на практике энергия котла обычно используется не только для системы ЦО, но и для подогрева воды системы ГВС. В небольших, хорошо утепленных домах мощность, необходимая для обогрева дома значительно меньше, чем та, которая нужна для быстрого нагрева требуемого количества воды системы ГВС. Это усложняет проблему оптимального выбора котла.

Мощность котла и горячая вода.

Двухконтурный котел нагревает воду для системы ГВС проточным способом. Время протекания воды через теплообменник является непродолжительным, поэтому котел должен обладать высокой мощностью, чтобы за это время мог нагреть достаточное количество воды, Самые маломощные двухконтурные котлы имеют мощность 18 кВт, потому что это тот минимум, который еще позволяет приготовить достаточное (для принятия душа) количество горячей воды. Если такой котел будет оснащен модуляционной горелкой, он сможет работать с минимальной мощностью около 6 кВт, то есть приближенной к максимальным потерям тепла в хорошо утепленном доме площадью около 100 м-. На практике на протяжении большей части отопительного сезона потребность в мощности для отопления такого дома, скорее всего, будет составлять около 3 кВт. Следовательно, это не идеальная, но приемлемая ситуация.

Одним из способов снижения необходимой мощности двухконтурного котла является использование накопительного бака для горячей воды системы ГВС. Тогда котел может нагревать воду медленнее, потому что после открывания крана в распоряжении имеется запас теплой воды в накопительном баке. Чем больше его объем, тем дольше он может восполнять недостающее количество приготовленной котлом воды системы ГВС. Поэтому мощность котла может быть ниже.

Одноконтурный котел с бойлером.

Объем бойлера косвенного нагрева (накопительного водонагревателя с теплообменником), который подключен к одноконтурному котлу, обычно составляет более 100 литров. Благодаря этому одновременное использование горячей воды несколькими потребителями не приводит к исчерпанию ее запаса на протяжении нескольких минут, следовательно, мощность котла, работающего совместно с водонагревателем, может быть ниже, чем мощность двух-контурного котла. Поэтому можно считать, что мощности котла, которая необходима для компенсации теплопотерь дома, достаточно также для нагрева воды в бойлере. Однако, подбирая мощность одноконтурного котла, лучше посчитать, сколько времени будет занимать нагрев воды в бойлере, Это можно сделать с помощью формулы:

Т = mc B (t 2 — t 1) / P,

где: Т — время нагрева воды (с); m — масса воды в бойлере (кг); с B — удельная теплоемкость воды — 4,2кДж/(кг х К); t2 — температура, до которой должна быть нагрета вода (°С); t 1 — начальная температура воды в бойлере (°С); Р — мощность котла (кВт).

Например : время нагрева воды, имеющей температуру 10°С (принято считать, что это температура холодной воды, поступающей в водонагреватель), до 50°С в 200-литровом бойлере котлом мощностью 12 кВт будет составлять: 200 х 4,2 х (50 — 10J/12 = 2800 (с) = 46,7 (мин).

Это достаточно долго , особенно учитывая, что во время нагрева воды в бойлере, из котла, работающего на полную мощность, в систему ЦО теплая вода не поступает. За это время в помещениях может стать прохладно.

Однако следует отметить, что ситуация, при которой весь объем воды имеет температуру 10°С, может произойти только после отключения котла минимум на несколько часов. На практике холодная вода поступает в бойлер по мере расходования горячей. Даже при ее интенсивном использовании, например, при очень быстром наполнении ванны до краев, из такого большого бойлера будет использовано около половины горячей воды. После этого температура воды (горячей, смешанной с холодной) в бойлере будет составлять около 30°С. В этом случае время нагрева воды составит 23 минуты и его можно считать удовлетворительным. Разовое потребление горячей воды в доме на одну семью обычно значительно ниже, поэтому вода в бойлере будет нагреваться еще быстрее.

Вариант решения проблемы . Проблему совместного использования мощности котла для системы ЦО и для подготовки воды ГВС можно решить радикальным способом: купив два независимых прибора — котел для системы ЦО и водонагреватель для ГВС. Но это, безусловно, дорогое решение.

Почему не более мощный?

Что происходит, если котел обладает слишком большой мощностью?

Его производительность можно регулировать, только лишь изменяя количество поступающего в топку воздуха. Работая с мощностью, меньшей номинальной {то есть с недостачей воздуха), топливо будет сгорать не полностью, поэтому его расход будет больше. Кроме того, несгоревшие соединения будут уходить в дымоход, вызывая его более быстрое засорение.

Газовый или жидкотопливный котел, работающий с современной системой ЦО (содержащей небольшое количество воды), после включения горелки очень быстро нагревает воду в системе до нужной температуры и выключает горелку. Время работы горелки будет тем меньше, чем больше мощность котла. Может случиться так, что оно будет слишком коротким и продукты сгорания не смогут прогреть дымоход до нормальной температуры. Тогда в дымоходе будет выпадать конденсат, который, соединяясь с другими продуктами сгорания, образует кислоты, разрушающие дымоход, а иногда и сам котел.

Если горелка работает продолжительное время, отходящие газы прогревают дымоход до высокой температуры, благодаря чему конденсат не будет образовываться, а возникший в начальной фазе работы горелки, — испарится.

При частом включении и выключении котел потребляет больше топлива, чем при непрерывной работе, потому что при каждом включении часть энергии будет расходоваться на нагрев элементов котла и дымохода. Кроме того, частые изменения температуры отрицательно влияют на его прочность.

Слишком мощный твердотопливный котел использует большее количество топлива, а тепловая энергия в любом случае не будет полностью использована для отопления

Слишком мощный газовый котел будет часто включаться, что снижает его энергоэффективность и ускоряет износ элементов.

Как использовать избыток мощности котла?

Если вы все же купили котел, мощность которого значительно выше расчетной потребности в тепле для обогрева дома, условия его работы можно значительно улучшить, установив бак-аккумулятор (называемый еще буферный бак).

Такое решение, используемое в системах с солнечными коллекторами, рекомендуется использовать прежде всего в системах с твердотопливными котлами. Благодаря баку-аккумулятору , независимо от кратковременной потребности в тепле, котел может работать с номинальной мощностью, при которой он обладает наивысшим КПД. Бак-аккумулятор полностью заполнен водой.

В системах с твердотопливным котлом его оптимальный объем можно определить из расчета: 10 л на каждый квадратный метр отапливаемой площади. Когда на улице относительно тепло, автоматические регулировочные клапаны ограничивают приток горячей воды в радиаторы, направляя ее в теплообменник хорошо теплоизолированного бака-аккумулятора, нагревая находящуюся там воду. Большой ее объем (для дома площадью 100 м: он должен быть 1000 л) на протяжении времени работы котла аккумулирует из системы большое количество избыточной тепловой энергии.

Когда топливо в котле перегорит, и его топка остынет, в радиаторы начнет поступать теплая вода из буферного бака. Благодаря этому система отопления по-прежнему будет функционировать надлежащим образом.

Системы отопления с большим количеством воды имеют значительную тепловую инерцию, благодаря которой горелки газовых и жидкотопливных котлов работают в более благоприятных условиях. Периоды работы горелки и перерывов между ними являются более продолжительными — дольше длится нагрев большего количества воды, которая затем дольше остывает. Однако реакция системы на изменения наружной температуры происходит медленнее, из-за чего сложнее поддерживать в помещениях комфортную температуру.

От автора: приветствуем вас, уважаемые читатели! В частных домах с автономным отоплением важно поддерживать стабильную температуру в жилых помещениях. Чтобы решить эту задачу, котел отопления должен производить определенное количество тепловой энергии, которого будет достаточно для восполнения утраты тепла через двери и окна.

Кроме того, стоит предусмотреть запас мощности на случай аномально низких температур либо предполагаемого увеличения площади частного дома. Как рассчитать мощность котла отопления? Об этом вы узнаете в данном материале.

Первый шаг для определения производительности котла - это расчет потери тепла здания в целом или отдельного помещения. Этот расчет, называемый теплотехническим, считается одним из самых трудоемких в отрасли, потому что для его проведения нужно учесть множество различных показателей.

Более подробно об этом вы узнаете, просмотрев видео, посвященное расчету теплопотерь.

Какие факторы влияют на «утечку» тепла? В первую очередь, это материалы, которые были использованы при возведении здания. Важно учесть все: фундамент, стены, пол, чердак, перекрытия, дверные проемы и окна. Помимо этого, рассматривается тип разводки системы, наличие в доме теплых полов.

Зачастую принимается во внимание и бытовая техника, выделяющая во время эксплуатации тепло. Однако столь детальный подход необходим не всегда. Есть немало методов, позволяющих рассчитать необходимую производительность газового котла без глубокого погружения в тему.

Расчет с учетом площади помещения

Чтобы понять приблизительную производительность теплового агрегата, важно учесть такой показатель, как площадь помещения. Безусловно, эти данные будут не совсем точными, так как вы не рассматриваете высоту потолков. Например, для средней полосы России 1 кВт под силу отопить 10 кв. метров площади. То есть, если ваше жилье имеет площадь 160 кв. метров, то мощность отопительного котла должна быть не менее 16 кВт.

Как включить в эту формулу информацию о высоте потолков или о климате? Об этом уже позаботились специалисты, которые вывели эмпирическим путем коэффициенты, позволяющие вносить в расчеты определенные корректировки.

Так, приведенная выше норма - 1 кВт на 10 кв. метров - подразумевает высоту потолка 2,7 метров. Для более высоких потолков необходимо будет вычислить поправочный коэффициент и произвести перерасчет. Для этого высоту потолка нужно поделить на стандартные 2,7 метров.

Предлагаем рассмотреть конкретный пример: высота потолка 3,2 метра. Расчет коэффициента выглядит так: 3,2/2,7=1,18. Этот показатель можно округлить до 1,2. Как использовать полученную цифру? Напомним, что для отопления помещения площадью 160 кв. метров нужно 16 кВт мощности. Этот показатель нужно умножить на коэффициент 1,2. Результат - 19,2 кВт (округляем до 20 кВт).

в северных регионах 1,5–2,0;
в Подмосковье 1,2–1,5;
в средней полосе 1,0–1,2;
на юге 0,7–0,9.

Как это работает? Если ваш дом находится южнее Москвы (в средней полосе), то нужно использовать коэффициент 1,2 (20 кВт*1,2=24 кВт). Для жителей южных областей - например, Ставропольского края - берется коэффициент 0,8. Таким образом, теплозатраты на отопление становятся более скромными (20 кВт*0,8=16 кВт).

Однако это еще не все. Вышеупомянутые значения можно считать верными, если заводской или будут работать исключительно на отопление. Предположим, что вы хотите возложить на него функции нагрева воды. Тогда к конечной цифре добавляем еще 20%. Позаботьтесь о запасах мощности для пиковых температур в лютые морозы, а это еще 10%.

Вы будете удивлены результатами этих расчетов. Приведем конкретные примеры.

Дом в средней полосе России с отоплением и ГВС потребует 28,8 кВт (24 кВт+20%). На холода добавляется еще 10% мощности 28,8 кВт+10%=31,68 кВт (округляем до 32 кВт). Как видите, эта последняя цифра в 2 раза выше первоначальной.

Расчеты для дома в Ставрополье будут несколько отличаться. Если добавить к указанным выше показателям мощность на обогрев воды, то вы получите 19,2 кВт (16 кВт+20%). А еще 10% «запаса» на холод дадут вам цифру 21,12 кВт (19,2+10%). Округляем до 22 кВт. Разница не столь велика, но, тем не менее, эти показатели нужно учитывать.

Как видите, при расчете мощности отопительного котла очень важно учитывать хотя бы один дополнительный показатель. Обратите внимание, что формула, касающаяся отопления для квартиры, и она же для частного дома отличаются друг от друга. В принципе, рассчитывая данный показатель для квартиры, вы можете пойти по тому же пути, учитывая коэффициенты, отображающие каждый фактор. Однако есть более простой и быстрый способ, который позволит за один раз внести коррективы.

Расчет мощности котла отопления для частного дома и квартиры будет выглядеть несколько иначе. Коэффициент для домов - 1,5. Он позволяет учесть теплопотери посредством пола, фундамента и крыши. Это число можно использовать при среднем утеплении стен: кладка в 2 кирпича, либо стены из аналогичных материалов.

Для квартир этот показатель будет отличаться. Если над вашей квартирой находится отапливаемое помещение, то коэффициент - 0,7, если вы живете на последнем этаже, но с отапливаемым чердаком - 0,9, с неотапливаемым чердаком - 1,0. Как применить эту информацию? Мощность котла, которую вы посчитали по указанной выше формуле, нужно откорректировать, используя эти коэффициенты. Таким образом, вы получите достоверную информацию.

Перед нами параметры квартиры, которая находится в городе в средней полосе России. Чтобы рассчитать объем котла, нам нужно знать площадь квартиры (65 кв. метров) и высоту потолков (3 метра).

Первый шаг: определение мощности по площади - 65 м2/10 м2=6,5 кВт.

Второй шаг: поправка на регион - 6,5 кВт*1,2=7,8 кВт.

Третий шаг: газовый котел будет использоваться для нагрева воды (добавить 25%) 7,8 кВт*1,25=9,75 кВт.

Четвертый шаг: поправка на сильные холода (добавить 10%) - 7,95 кВт*1,1=10,725 кВт.

Результат нужно округлить, и получится 11 кВт.

Подводя итог, отметим, что эти расчеты будут одинаково верными для любых отопительных котлов, вне зависимости о того, какой вид топлива вы используете. Точно такие же данные актуальны и для электрического отопительного прибора, и для газового котла, и для того, который работает на жидком энергоносителе. Самое главное - это показатели эффективности и производительности устройства. Теплопотери не зависят от его типа.

Если вас интересует, как потратить меньший объем теплоносителей, то следует уделить внимание утеплению жилого помещения.

Мощности по СНиПам

При расчете мощности отопительного котла для квартиры ориентируйтесь на нормы СНиПа. Этот метод еще называют «расчетом мощности по объему». СНиП показывает количество тепла, нужного для обогрева одного кубического метра воздуха в типовых постройках, а именно: на то, чтобы прогреть 1 куб. метр в панельном доме, уйдет 41 Вт, а в кирпичном доме - 34 Вт.

Если вы знаете высоту потолка и площадь квартиры, то сможете рассчитать объем. А потом эту цифру умножают на указанную выше норму и получают необходимую мощность котла вне зависимости от разновидности топлива - это правило работает и для отопления в квартире.

Предлагаем провести расчеты и узнать мощность котла для квартиры площадью 74 кв. метра с потолками высотой 2,7 метра, которая находится в кирпичном доме.

Первый шаг: вычислить объем - 74 м 2 *2,7 м=199,8 куб. метра.

Предположим, что надо рассчитать тот же показатель для квартиры, находящейся в . Тогда формула будет выглядеть вот так: 199,8*41 Вт=8191 Вт. Как вы уже заметили, все показатели по теплотехнике округляются в большую сторону, но в данном случае, если принять во внимание наличие хороших металлопластиковых окон, то мощность можно посчитать, как 8 кВт.

Это не конечная цифра. Далее нужно учесть такие показатели, как регион проживания и необходимость подогрева воды с помощью котла. Не менее актуальной будет и 10%-ная поправка на аномальный холод зимой. Однако в квартирах, в отличие от домов, очень важны такие показатели, как локализация комнат и этажность. Важно принимать во внимание, сколько стен в квартире являются внешними. Если наружная стена всего одна, то коэффициент 1,1, если две - 1,2, если три - 1,3.

Благодаря расчетам вы получите окончательное значение мощности отопительного прибора, когда учтете все вышеупомянутые показатели. Если хотите получить достоверный теплотехнический расчет, опытные специалисты рекомендуют обратиться в профильные организации, которые специализируются на этом.

Применение современных технологий

В завершение поговорим об инновационных методах расчета мощности котла, которые учитывают не только площадь отопления, но и другие важные данные. Речь идет об использовании тепловизора. Он покажет, в каких местах в квартире наиболее интенсивно происходит теплопотеря. У этого метода есть дополнительное преимущество - вы сможете улучшить теплоизоляцию жилища.

Не менее эффективно и удобно производить расчеты с помощью специализированной программы-калькулятора. Она рассчитает показатель вместо вас - от пользователя требуется только ввести цифры по квартире или дому. Правда, не совсем понятно, насколько точен алгоритм, заложенный в основу программы. В любом случае, специалисты рекомендуют пересчитать показатели в ручном режиме по формулам, о которых шла речь в данном материале.

Всего доброго и до новых встреч!