Расчет необходимой мощности котла отопления

Расчет мощности твердотопливных котлов

Для того чтобы выбрать котёл, работающий на твёрдом топливе, необходимо обратить внимание на мощность. Данный параметр показывает, какое количество тепла может создать конкретное устройство при подключении к системе отопления. От этого напрямую зависит, можно ли с помощью такого оборудования обеспечить дом теплом в нужном количестве или нет.

Например, в помещении, где установлен пеллетный котёл с небольшой мощностью, будет в лучшем случае прохладно. Также не лучшим вариантом является установка котла с избыточной мощностью, потому что он постоянно будет работать в экономном режиме, а это заметно снизит показатель КПД.

Итак, чтобы выполнить расчет необходимой мощности оборудования, вам нужно следовать определенным правилам.

Как рассчитать мощность отопительного котла, зная объём отапливаемого помещения?

В данном случае расчёт производится по следующей формуле:

Показатель К может иметь следующие значения:

• 3-4 – если конструкция здания упрощённая и деревянная или если оно сделано из профлиста
• 2-2,9 – у помещения небольшая теплоизоляция. Такое помещение имеет простую конструкцию, длина 1 кирпича равна толщине стены, окна и крыша имеют упрощённую постройку
• 1-1,9 – конструкция здания считается стандартной. У таких домой двойная кирпичная вкладка и мало простых окон. Кровля крыши обычная
• 0,6-0,9 – конструкция здания считается улучшенной. Такое здание имеет окна с двойными стеклопакетами, основа пола толстая, стены кирпичные и имеют двойную теплоизоляцию, крыша имеет теплоизоляцию, сделанную из хорошего материала

Ниже приведена ситуация, в которой можно использовать данную формулу.

Дом имеет площадь 200 м², высота его стен 3 м, теплоизоляция является первоклассной. Показатель температуры окружающего воздуха рядом с домом не падает ниже -25 °С. Получается, что ΔT = 20 – (-25) = 45 °С. Получается, чтобы узнать количество тепла, которое требуется для отопления дома, необходимо произвести следующий расчёт:

Полученный результат пока что не следует округлять, ведь к котлу может быть еще подключена система горячего водоснабжения.

Если вода для мытья нагревается другим способом, то результат, который получен самостоятельно не нуждается в корректировке и эта стадия расчёта является завершающей.

Как рассчитать, сколько тепла необходимо для нагрева воды?

Чтобы произвести расчет расхода тепла в этом случае необходимо самостоятельно прибавить к предыдущему показателю расход тепла для горячего водоснабжения. Для его расчета можно воспользоваться следующей формулой:

К примеру, среднестатистическая семья в среднем потребляет 150 л тёплой воды. Теплоноситель, который нагревает котёл имеет температуру равную 80 °С, а температура воды, поступающей из водопровода равна 10 °С, тогда Δt = 80 — 10 = 70 °С.

После необходимо поступить следующим образом:

1. Допустим, нужно нагреть 150 л воды за один раз, значит ёмкость косвенного теплообменника равна 150 л, следовательно, к 28,58 кВт/ч необходимо прибавить 12,25 кВт/ч. Делается потому что показатель Qзаг меньше 40,83, следовательно, в помещении будет прохладнее ожидаемых 20 °С.
2. В случае, если нагрев воды происходит порционно, то есть ёмкость косвенного теплообменника составляет 50 л, показатель 12,25 нужно разделить на 3 и далее прибавить самостоятельно к 28,58. После этих расчётов Qзаг равен 32,67 кВт/ч. Полученный показатель это и есть мощность, котла, которая необходима для отопления помещения.

Как произвести расчёт по площади?

Такой расчёт является более точным, потому что учитывает огромное количество нюансов. Производится он по следующей формуле:

В качестве примера возьмем те же исходные условия, кроме параметра окон, которые имеют тройной стеклопакет и составляют 30% от площади пола. Постройка имеет 4 наружных стены, а сверху над ней расположен холодный чердак.

Тогда расчет будет выглядеть так:

Данный показатель необходимо увеличить, для этого нужно самостоятельно добавить количество тепла, которое требуется для ГВС, если она подключена к котлу.

Вышеприведённые методы очень полезны, когда необходимо рассчитать мощность отопительного котла.

Расчёт реальной мощности котла длительного горения на примере «Куппер ПРАКТИК-8»

Конструкция большинства котлов рассчитана под конкретный вид топлива, на котором будет работать это устройство. В случае использования для котла другой категории топлива, которая не переназначена для него, КПД значительно сократиться. Также необходимо помнить о возможных последствиях использования того топлива, которое не предусмотрено производителем котельного оборудования.

Теперь продемонстрируем процесс расчёта на примере котла «Теплодар», модель «Куппер ПРАКТИК-8». Это оборудование предназначено для системы отопления жилых домов и других помещений, которые имеют площадь меньше, чем 80 м². Также этот котёл является универсальным и может работать не только в закрытых системах отопления, но и в открытых с принудительной циркуляцией теплоносителя. Данный котел обладает следующими техническими характеристиками:

1. возможность использовать в качестве топлива дрова;
2. в среднем за час, он сжигает 10 дров;
3. мощность данного котла составляет 80кВт;
4. загрузочная камера имеет объём 300л;
5. КПД равен 85%.

Допустим, что для отопления помещения хозяин использует в качестве топлива дрова осинового дерева. 1 кг данного вида дров даёт 2,82 кВт/ч. За один час, котёл потребляет 15кг дров, следовательно, он выдаёт тепла 2,82 × 15 × 0,87 = 36,801 кВт/ч тепла (0,87 является КПД).

Этого оборудования недостаточно для отопления помещения, которое имеет теплообменник объёмом 150 л, но если ГВС имеет теплообменник объёмом 50 л, то мощности данного котла будет вполне достаточно. Для того чтобы получить нужный результат 32,67 кВт/ч необходимо потратить 13,31 кг осиновых дров. Производим расчёт по формуле (32,67 / (2,82 × 0,87) = 13,31). В данном случае необходимое тепло было определённо методом расчёта по объёму.

Также можно произвести самостоятельный расчёт и узнать время, которое потребуется котлу для того, чтобы сжечь все дрова. 1 л дров осиного дерева имеет вес 0,143 кг. Следовательно, в отделении для загрузки поместится 294 × 0,143 = 42 кг дров. Столько дров будет достаточно для поддержания тепла более чем 3 часа. Это слишком непродолжительное время, поэтому в данном случае необходимо найти котёл, у которого размер топки в 2 раза больше.

Также можно поискать топливный котёл, который рассчитан на несколько видов топлива. Например, котёл от того же производителя «Теплодар», только модели «Куппер ПРО-22», который может работать не только на дровах, но и на углях. В данном случае при использовании разных видов топлива будет разная мощность. Расчёт проводится самостоятельно, учитывая эффективность каждого вида топлива отдельно, а позже выбирается наилучший вариант.

Сколько энергии дают разные типы горючего?

В данном случае показатели будут следующие:

1. При сгорании 1 кг высушенных опилок или небольшой стружки хвойного дерева выдача 3,2 кВт/ч. При условии, что 1 л высушенных опилок весит 1,100 кг.
2. Ольха имеет более высокую теплоотдачу и даёт 3 кВт в час, при весе 300 грамм.
3. Деревья, которые относятся к видам твердолиственных, дают 1 кВт, имея вес 300 грамм.
4. Уголь из камня даёт почти 5 кВт, при весе 400 грамм.
5. Торф из Белоруссии даёт 2 кВт, при весе в 340 грамм.

Некоторые производители топлива в информации пишут срок сгорания одной загрузки, но не предоставляют информацию о том, сколько топлива выгорает за 1 час.

В такой ситуации необходимо произвести дополнительные расчёты:

• Определить максимальную массу горючего, которая способна уместиться в отделении для загрузки горючего.
• Узнать, сколько тепла может отдать котёл, работающий на данном виде сырья;
• Какая уровень теплоотдачи будет за 1 час. Данное число необходимо самостоятельно разделить на тот период, за который выгорит всё количество дров.

Подводя итог, можно сказать, что данные, которые будут получены в результате всех расчётов, и будут показывать настоящую мощность твердотопливного котельного оборудования, которую он сможет выдать в течение 1 часа.

Расчет мощности газового котла

Многие собственники домов с удовольствием устанавливают в помещении газовые котлы для отопления и горячего водоснабжения, чтобы не зависеть от прихотей плохой погоды и подводных камней, сопряженных с работой коммунальных систем теплоснабжения.

В данной ситуации имеет большое значение — правильный выбор котельного оборудования, для чего потребуется знать, как рассчитать мощность газового котла.

Если она будет превосходить реальные теплопотери объекта, то часть затрат на выработку тепловой энергии, будут потеряны. А агрегаты с невысокой теплопроизводительностью не смогут обеспечить домовладение требуемым объемом тепла.

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:

• Рв — расход циркулирующей воды, м3/час;
• т1 – т2 – разница Т воды на входе/выходе из котлоагрегата, С.

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.

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.

Нужно учитывать, что данные нормативы были приняты еще в советские времена и не предусматривают уровень теплоизоляционных характеристик современных строительно-монтажных материалов. Они также не применяемы в районах, климат которых значительно отличается от условий центральных регионов России и Подмосковья.

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.

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:

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.

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.

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.

Какой запас мощности должен быть

Мощность для подбора источника отопления с бойлером косвенного нагрева при одновременной работе отопления и ГВС определяется по формуле:

• 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:

Очень важно! Рассчитывая производительность оборудования по отоплению и ГВС, необходимо учитывать, чтобы мощность БКН никак не превышала аналогичный показатель в котле. По этой причине его необходимо выбирать такой теплопроизводительности в кВт, чтобы он мог с запасом покрыть нагрузку и отопления, и ГВС.

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:

Таким образом выполнить исходный расчет мощности газового источника тепловой энергии не является трудным процессом. Его, возможно, применять для предварительного подбора бойлерного оборудования.