Расчет мощности газового котла для частного дома – для одно и двухконтурной схемы. Как произвести расчеты мощности котла отопления для частного дома? Как рассчитать необходимую мощность котла отопительной системы
Автономное отопление для частного дома доступно, комфортно и разнообразно. Можно установить газовый котел и не зависеть от капризов природы или сбоев в системе централизованного отопления. Главное, правильно выбрать оборудование и рассчитать теплопроизводительность котла. Если мощность будет превышать потребности помещения в тепле, то деньги на установку агрегата будут выброшены на ветер. Чтобы система подачи тепла была комфортной и финансово выгодной, на стадии ее проектирования нужно сделать расчет мощности газового котла отопления.
Основные величины расчета мощности отопления
Самый простой способ получить данные теплопроизводительности котла по площади дома: берется 1 кВт мощности на каждые 10 кв. м . Однако эта формула имеет серьезные погрешности, ведь не учитываются современные строительные технологии, вид местности, климатические перепады температур, уровень теплоизоляции, использование окон с двойными стеклопакетами, и тому подобное.
Чтобы сделать боле точный расчет мощности отопления котла нужно учесть целый ряд важных факторов, влияющих на конечный результат:
- габариты жилого помещения;
- степень утепления дома;
- наличие стеклопакетов;
- теплоизоляция стен;
- тип здания;
- температура воздуха за окном в самое холодное время года;
- вид разводки отопительного контура;
- соотношение площади несущих конструкций и проемов;
- теплопотери строения.
В домах с принудительной вентиляцией расчет теплопроизводительности котла должен учитывать количество энергии, необходимой для обогрева воздуха. Специалисты советуют делать зазор в 20% при использовании полученного результата тепловой мощности котла на случай непредвиденных ситуаций, сильного похолодания или снижения давления газа в системе.
При необоснованном повышении тепловой мощности можно снизить эффективность работы отопительного агрегата, повысить расходы на покупку элементов системы, привести к быстрому износу комплектующих. Вот почему так важно правильно сделать расчет мощности котла отопления и применить ее к указанному жилищу. Получить данные можно по простой формуле W=S*W уд, где S – площадь дома, W- заводская мощность котла, W уд – удельная мощность для расчетов в определенной климатической зоне, ее можно корректировать согласно особенностям региона пользователя. Результат нужно округлить к большому значению в условиях утечки тепла в доме.
Для тех, кто не хочет терять время на математические расчеты можно использовать калькулятор мощности газового котла онлайн. Просто вести индивидуальные данные особенностей помещения и получить готовый ответ.
Формула получения мощности отопительной системы
Калькулятор мощности котла отопления онлайн дает возможность за считаные секунды получить необходимый результат с учетом всех вышеперечисленных характеристик, которые влияют на конечных результат полученных данных. Чтобы правильно воспользоваться такой программой, необходимо ввести в таблицу подготовленные данные: вид остекления окна, уровень теплоизоляции стен, соотношение площадей пола и оконного проема, среднестатистическую температуру снаружи дома, число боковых стен, тип и площадь помещения. А после нажать кнопку «Рассчитать» и получить результат по теплопотерям и теплопроизводительности котла.
Благодаря такой формуле каждый потребитель сможет за короткое время получить нужные показатели и применить их в работе по проектированию отопительной системы.
Отопительный котел – это основа системы отопления, это основной прибор, производительность которого будет определять возможность коммуникационной сети обеспечивать дом количеством тепла, которое необходимо. И если произвести расчет мощности котла отопления грамотно и правильно, то это исключит возникновение лишних расходов, которые связаны с покупкой приборов и их работой. Подобранный по предварительным вычислениям котел будет работать с такой теплоотдачей, которая заложена в него производителем – это будет способствовать сохранению его технических параметров.
На чем основывается расчет?
Расчет мощности котла отопления – это важный момент. Мощность, как правило, можно сравнить со всей теплоотдачей отопительной системы, которая будет обеспечивать дом с определенными размерами, с заданным количеством этажей, теплотехническими свойствами.
Чтобы обустроить одноэтажный загородный или частный дом, не понадобится совсем уж мощный котел отопления.
Так, в расчетах производительности котла для автономного дома площадь – это основной параметр, если рассматривать теплотехнику здания в соответствии с климатом региона. Так, площадь дома – это важнейший параметр, чтобы произвести расчет котла для отопления.
Характеристики, которые будут влиять на расчет
Те, кто хотят произвести расчет котла для отопления дома с максимальной точностью, могут использовать методику, которую предоставляет СНиП II-3-79. В данном случае профессиональные расчеты будут учитывать следующие факторы:
- Среднестатистическая температура региона в самое холодное время.
- Изоляционные свойства материалов, которые использовались для постройки ограждающих конструкций.
- Вид разводки отопительного контура.
- Соотношение площади несущих конструкций и проемов.
- Отдельные сведения о каждой комнате.
Как рассчитать мощность котла отопления? Чтобы выполнить точнейшие расчеты, применяется даже такая информация, как данные о единицах бытовой и цифровой техники, - ведь все это тоже каким-то образом выделяет тепло в помещения.
Однако заметим, что не каждый владелец отопительной системы требует профессиональных расчетов – обычно принято приобретать автономные контуры отопления с приборами с запасом мощности.
Так, кпд котлов отопления может быть выше расчетных значений, тем более – они, как правило, округляются.
Что учитывается в обязательном порядке?
Как посчитать мощность котла отопления, какие данные должны присутствовать в обязательном порядке? Следует запомнить одно правило: каждые 10 кв.м коттеджа с изоляционными характеристиками, стандартным пределом высоты потолка (до 3 м) будут требовать примерно 1 кВт для отопления. К мощности котла, который предназначен для совместной работы в обогреве и горячем водоснабжении, нужно будет добавить не меньше 20%.
Автономные контур отопления, который имеет нестабильное давление в котле отопления, нужно будет снабдить прибором, чтобы его запас мощности был выше, чем расчетное значение не менее, чем на 15 процентов. К мощности котла, который обеспечивает отопление и горячее водоснабжение, требуется добавить 15%.
Учитываем теплопотери
Отметим, что независимо от того, рассчитывается ли мощность электрического котла, котла на газу, на дизеле или на дровах, - в любом случае, работу отопительной системы будут сопровождать потери тепла:
- Необходимо проветривание помещений, однако если окна будут открыты постоянно, то дом потеряет около 15% энергии.
- Если стены слабо утеплены, то уйдет 35% тепла.
- Через оконные проемы будет уходить 10% тепла, а если рамы старого образца – то еще больше.
- Если пол не утеплен, то в подвал или землю будет отдано 15% тепла.
- Через крышу уйдет 25% тепла.
Простейшая формула
Теплотехнические расчеты в любом случае должны будут быть округлены, а также увеличены для того чтобы обеспечить запас мощности. Именно поэтому для того, как определить мощность котла отопления, можно будет использовать очень простую формулу:
W = S*Wуд.
Здесь S – это общая площадь отапливаемого здания, которая учитывает жилые и бытовые комнаты в кВ.м.
W – это мощность отопительного котла, кВт.
Wуд. – это среднестатистическая удельная мощность, данный параметр применяется для расчетов с учетом определенной климатической зоны, кВт/кв.м. И стоит заметить, что данная характеристика основана на многолетнем опыте работы разных систем отопления в регионах. И когда мы умножаем площадь на этот показатель, то получим усредненное значение мощности. Его нужно будет корректировать на основе особенностей, которые перечислены выше.
Пример расчета
Рассмотрим пример, используя калькулятор мощности котла отопления. Природный газ выступает самым доступным топливом, которое используется в России. По этой причине оно настолько распространено и востребовано. Поэтому сделаем расчет мощности газового котла. А в качестве примера возьмем частный дом с площадью 140 кв.м. Территория – Краснодарский край. Также в примере учитываем, что наш котел будет обеспечивать не только отопление дома, но и сантехнические приборы водой. Расчеты будем делать для системы с естественной циркуляцией, давление здесь не будет поддерживаться насосом циркуляции.
Удельная мощность – 0.85 кВт/кв.м.
Так, 140 кв.м/10 кв.м = 14 – это промежуточный коэффициент расчетов. Он будет предусматривать условие, что на каждые 10 кв.м отапливаемых помещений потребуется 1 кВт тепла, которое будет давать котел.
14 * 0.85 = 11.9 кВт.
Мы получаем тепловую энергию, которая будет нужна дому, которые имеет стандартные теплотехнические свойства. Чтобы обеспечить горячее водоснабжение для душа, раковины – будем добавлять еще 20%.
11.9 + 11.9 * 0.2 = 14.28 кВт.
Мы не используем циркуляционный насос, поэтому нам следует помнить, что давление здесь может быть нестабильным. Поэтому мы должны добавить еще 15% для обеспечения запаса теплоэнергии.
14.28 + 11.9 * 0.15 = 16.07 кВт.
Также следует помнить, что будут некоторые утечки тепла. Именно поэтому мы должны округлить наш результат к большему значению. Таким образом, нам потребуется отопительный котел с мощностью минимум 17 кВт.
Как правило, расчет мощности котла отопления осуществляется еще на этапе проектирования здания. Ведь для того чтобы система отопления работала эффективно, требуются специфические условия – обустройство топочного помещения, снабжение помещений дымоходом и вентиляцией.
В любой системе отопления, использующей жидкий теплоноситель, ее «сердцем» является котел. Именно здесь происходит преобразование энергетического потенциала топлива (твёрдого, газообразного, жидкого) или электричества в тепло, которое передаётся теплоносителю, и уже им разносится по всем отапливаемым помещениям дома или квартиры. Естественно, возможности любого котла не беспредельны, то есть ограничены его техническо-эксплуатационными характеристиками, указанными в паспорте изделия.
Одной из ключевых характеристик является тепловая мощность агрегата. Проще говоря, он должен обладать способностью выработать в единицу времени такое количество тепла, которого было бы достаточно для полноценного обогрева всех помещений дома или квартиры. Подбор подходящей модели «на глаз» или по каким-то уж чересчур обобщенным понятиям может привести к ошибке в ту или иную сторону. Поэтому в данной публикации постараемся предложить читателю хоть и не профессиональный, но все же обладающий достаточно высокой степенью точности алгоритм, как рассчитать мощность котла для отопления дома.
Банальный вопрос – для чего знать необходимую мощность котла
Несмотря на то что вопрос действительно кажется риторическим, все же видится необходимость дать парочку пояснений. Дело в том, что некоторые хозяева домов или квартир все же умудряются допускать ошибки, впадая в ту или иную крайность. То есть приобретая оборудование или заведомо недостаточной тепловой производительности, в надежде сэкономить, или сильно завышенной, чтобы, по их мнению, гарантировано, с большим запасом обеспечить себя теплом в любой ситуации.
И то, и другое – совершенно неправильно, и негативно сказывается как на обеспечении комфортных условий проживания, так и на долговечности самого оборудования.
- Ну, с недостаточностью теплотворной способности все более-менее ясно. При наступлении зимних холодов котел станет работать на полную свою мощность, и не факт, что при этом в помещениях будет комфортный микроклимат. Значит, придется «нагонять тепло» с помощью электрический обогревательных приборов, что повлечет лишние немалые расходы. А сам котел, функционирующий на пределе своих возможностей, вряд ли протянет долго. В любом случае уже через год-другой владельцы жилья однозначно осознают необходимость замены агрегата на более мощный. Так или иначе, цена ошибки получается весьма впечатляющей.
- Ну а почему бы не приобрести котел с большим запасом, чем же это может помешать? Да, безусловно, качественный обогрев помещений будет обеспечен. Но теперь перечислим «минусы» такого подхода:
Во-первых, котел большей мощности сам по себе может стоить значительно дороже, и назвать такую покупку рациональной – сложно.
Во-вторых, с возрастанием мощности практически всегда увеличиваются габариты и масса агрегата. Это ненужные сложности при установке, «украденное» пространство, что бывает особо важно, если котел планируется разместить, например, на кухне или в другом помещении жилой зоны дома.
В-третьих, можно столкнуться с неэкономичностью работы системы отопления – часть затраченных энергоресурсов будет расходоваться, по сути, впустую.
В-четвертых, избыточная мощность – это регулярные длительные отключения котла, которые, кроме того, сопровождаются остыванием дымохода и, соответственно, обильным образованием конденсата.
В-пятых, если мощное оборудование никогда не нагружается должным образом, на пользу ему это не идет. Подобное утверждение может показаться парадоксальным, но так оно и есть – износ становится выше, длительность безаварийной эксплуатации существенно снижается.
Цены на популярные отопительные котлы
Избыток мощности котла будет уместен лишь в том случае, если к нему планируется подключить систему подогрева воды для хозяйственных нужд – бойлер косвенного нагрева. Ну или тогда, когда в перспективе предполагается расширение системы отопления. Например, в планах хозяев – возведение жилой пристройки к дому.
Способы проведения расчета необходимой мощности котла
По правде говоря, проведение теплотехнических расчетов всегда лучше доверять специалистам – слишком уж много нюансов приходится принимать во внимание. Но, понятно, что такие услуги оказываются не бесплатно, поэтому многие хозяева предпочитают взять на себя ответственность за выбор параметров котельного оборудования.
Давайте посмотрим, какие способы расчета тепловой мощности чаще всего предлагаются на просторах интернета. Но для начала уточним вопрос, что конкретно должно влиять на это параметр. Так проще будет разобраться в достоинствах и недостатках каждого из предлагаемых методов расчета.
Какие принципы являются ключевыми при проведении расчетов
Итак, перед системой отопления стоят две главных задачи. Сразу же уточним, что между ними нет четкого разделения – напротив, наблюдается очень тесная взаимосвязь.
- Первая – это создание и поддержание в помещениях комфортной для проживания температуры. Причем этот уровень нагрева должен распространяться на весь объем помещения. Безусловно, в силу физических законов, температурная градация по высоте все равно неизбежна, но она не должна сказываться на ощущении комфортности пребывания в комнате. Получается, что должна быть в состоянии прогреть определённый объем воздуха.
Степень комфортности температуры, безусловно – величина субъективная, то есть разные люди ее могут оценивать по-своему. Но все же принято считать, что этот показатель находится в области +20 ÷ 22 °С. Обычно именно такой температурой и оперируют при проведении теплотехнических расчетов.
Об этом же говорят и нормативы, установленные действующими ГОСТ, СНиП и СанПиН. Вот, например, в таблице ниже приведены требования ГОСТ 30494-96:
| Тип помещения | Уровень температуры воздуха, °С | |
|---|---|---|
| оптимальный | допустимый | |
| Жилые помещения | 20÷22 | 18÷24 |
| Жилые помещения для регионов с минимальными зимними температурами от - 31 °С и ниже | 21÷23 | 20÷24 |
| Кухня | 19÷21 | 18÷26 |
| Туалет | 19÷21 | 18÷26 |
| Ванная, совмещенный санузел | 24÷26 | 18÷26 |
| Кабинет, помещения для отдыха и учебных занятий | 20÷22 | 18÷24 |
| Коридор | 18÷20 | 16÷22 |
| Вестибюль, лестничная клетка | 16÷18 | 14÷20 |
| Кладовые | 16÷18 | 12÷22 |
| Жилые помещения (остальные - не нормируются) | 22÷25 | 20÷28 |
- Вторая задача – это постоянная компенсация возможных тепловых потерь. Создать «идеальный» дом, в которой полностью бы отсутствовали утечки тепла - проблема из проблем, практически нерешаемая. Можно лишь свести их к предельному минимуму. А путями утечки в той или иной мере становятся практически все элементы конструкции здания.
| Элемент конструкции здания | Примерная доля от общих тепловых потерь |
|---|---|
| Фундамент, цоколь, полы первого этада (по грунту или над неотапливаемым повалом) | от 5 до 10% |
| Стыки строительных конструкций | от 5 до 10% |
| Участки прохода инженерных коммуникаций через сроительные консрукции (трубы канализации, водопровода, газоснабжения, электрические или коммункационные кабели и т.п.) | до 5% |
| Внешние стены, в зависимости от уровня термоизоляции | от 20 до 30% |
| Окна и двери на улицу | около 20÷25%, из них порядка половины - из-за недостаточной герметизации коробок, плохой подгонки рам или полотен |
| Крыша | до 20% |
| Дымоход и вентиляция | до 25÷30% |
Для чего давались все эти довольно пространные объяснения? А лишь для того, чтобы у читателя возникла полная ясность, что при расчетах волей-неволей необходимо учитывать оба направления. То есть и «геометрию» отапливаемых помещений дома, и примерный уровень тепловых потерь из них. А количество этих утечек тепла, в свою очередь, зависит еще от целого ряда факторов. Это и разница температур на улице и в доме, и качество термоизоляции, и особенности всего дома в целом и расположения каждого из его помещений, и другие критерии оценки.
Возможно, вас заинтересует информация о том, какие подходят
Теперь, вооружившись этими предварительными познаниями, перейдем к рассмотрению различных методов расчета необходимой тепловой мощности.
Расчет мощности по площади отапливаемых помещений
Предлагается исходить их условного соотношения, что для качественного обогрева одного квадратного метра площади помещения необходим расходовать 100 Вт тепловой энергии. Таким образом, поможет высчитать, какая :
Q = Sобщ / 10
Q - требуемая тепловая мощность системы отопления, выраженная в киловаттах.
Sобщ - суммарная площадь отапливаемых помещений дома, квадратных метров.
Делаются, правда, оговорки:
- Первая - высота потолка помещения в среднем должна составлять 2.7 метра, допускается диапазон от 2,5 до 3 метров.
- Вторая - можно сделать поправку на регион проживания, то есть принять не жесткую норму 100 Вт/м², а «плавающую»:
То есть формула при этом примет несколько иной вид:
Q = Sобщ × Qуд / 1000
Qуд - взятое из показанной выше таблицы значение удельной тепловой мощности на квадратный метр площади.
- Третья - расчет справедлив для домов или квартир со средней степенью утепления ограждающих конструкций.
Тем не менее, несмотря на упомянутые оговорки, такой расчет никак нельзя назвать точным. Согласитесь, что он в большей мере зиждется на «геометрии» дома и его помещений. А вот теплопотери практически в расчет не принимаются, если не считать довольно-таки «размытых» диапазонов удельной тепловой мощности по регионам (которые тоже с весьма туманными границами), и ремарки, что стены должны иметь среднюю степень утепления.
Но что бы то ни было, такой метод все же пользуется популярностью, именно за свою простоту.
Понятно, что к полученному расчетному значению необходимо добавить эксплуатационный резерв мощности котла. Чрезмерно завышать его не следует – специалисты советуют останавливаться на диапазоне от 10 до 20%. Это, кстати, касается всех методов расчета мощности отопительного оборудования, о которых речь пойдет ниже.
Расчет необходимой тепловой мощности по объему помещений
По большому счету, этот способ расчета во многом повторяет предыдущей. Правда, исходной величиной здесь уже выступает не площадь, а объем – по сути, та же площадь, но умноженная еще на высоту потолков.
А нормы удельной тепловой мощности здесь принимаются такие:
- для кирпичных домов – 34 Вт/м³;
- для панельных домов – 41 Вт/м³.
Даже исходя из предлагаемых значений (из их формулировки) становится понятно, что эти нормы были установлены для многоквартирных домов, и применяются в основном для расчета потребности в тепловой энергии для помещений, подключенных к центральной системе отделения или к автономному котельному пункту.
Совершенно очевидно, что во главу угла вновь ставится «геометрия». А вся система учета тепловых потерь сводится лишь к различиям в теплопроводности кирпичных и панельных стен.
Одним словом, точностью такой подход к расчетам тепловой мощности тоже не отличается.
Алгоритм расчета с учетом особенностей дома и его отдельных помещений
Описание методики расчета
Итак, предложенные выше методы дают лишь обще представление о необходимом количестве тепловой энергии для отопления дома или квартиры. Уязвимое место у них общее – практически полное игнорирование возможных тепловых потерь, которые рекомендуется считать «среднестатистическими».
Но вполне возможно провести и более точные вычисления. В этом поможет предлагаемый алгоритм расчета, который воплощен, кроме того, в форме онлайн-калькулятора, который будет предложен ниже. Просто перед началом вычислений имеет смысл пошагово рассмотреть сам принцип их проведения.
Прежде всего – важное замечание. Предлагаемая методика предполагает оценку не всего дома или квартиры по общей площади или объему, а каждого отапливаемого помещения в отдельности. Согласитесь, что комнаты равной площади, но различающиеся, скажем, количеством внешних стен, потребуют и разное количество тепла. Нельзя поставить знак равенства между помещениями, имеющими существенную разницу в количестве и площади окон. И таких критериев оценки каждой из комнат – немало.
Так что будет правильнее рассчитать необходимую мощность для каждого из помещений по отдельности. Ну а потом простое суммирование полученных значений приведет нас к искомому показателю общей тепловой мощности для всей системы отопления. То есть, по сути, для ее «сердца» — котла.
Еще одно замечание. Предлагаемый алгоритм не претендует на «научность», то есть он напрямую не основывается на каких-то конкретных формулах, установленных СНиП или иными руководящими документами. Однако, он проверен практикой применения и показывает результаты с высокой степенью точности. Различия с итогами профессионально проведенных теплотехнических расчетов – минимальны, и никак не сказываются на правильном выборе оборудования по его номинальной тепловой мощности.
«Архитектура» расчета такова - берется базовое, уде упомянутое выше значение удельной тепловой мощности, равное 100 Вт/м², а затем вводится целая череда поправочных коэффициентов, в той или иной степени отражающих количество теплопотерь конкретного помещения.
Если это выразить математической формулой, то получится примерно так:
Qк = 0.1 × Sк × k1 × k2 × k3 × k4 × k5 × k6 × k7 × k8 × k9× k10 × k11
Qк - искомая тепловая мощность, необходимая для полноценного отопления конкретной комнаты
0.1 - перевод 100 Вт в 0.1 кВт, просто для удобства получения результата именно в киловаттах.
Sк - площадь помещения.
k1 ÷ k11 - поправочные коэффициенты для корректировки результата с учетом особенностей помещения.
С определением площади помещения, надо полагать, проблем быть не должно. Так что сразу перейдем к подробному рассмотрению поправочных коэффициентов.
- k1 — коэффициент, учитывающий высоту потолков в комнате.
Понятно, что высота потолков напрямую влияет на объем воздуха, который должна прогреть система отопления. Для расчета предлагается принять следующие значения поправочного коэффициента:
- k2 — коэффициент, учитывающий количество стен помещения, контактирующих с улицей.
Чем больше площадь контакта с внешней средой, тем выше уровень тепловых потерь. Каждый знает, что в угловой комнате всегда бывает значительно прохладнее, нежели в имеющей всего одну внешнюю стену. А некоторые помещения дома или квартиры и вовсе могут быть внутренними, не имеющими контакта с улицей.
По уму, конечно, следует принимать не только количество внешних стен, но и их площадь. Но у нас расчет все же упрощенный, поэтому ограничимся только введением поправочного коэффициента.
Коэффициенты для различных случаев приведены в таблице ниже:
Случай, когда все четыре стены внешние – не рассматриваем. Это уже не жилой дом, а просто какой-то сарай.
- k3 — коэффициент, принимающий в расчет положение внешних стен относительно сторон света.
Даже зимой не стоит сбрасывать со счетов возможное воздействие энергии солнечных лучей. В ясный день они проникают через окна в помещения, включаясь тем самым в общую подачу тепла. Кроме того, и стены получают заряд солнечной энергии, что ведет к уменьшению общего количества теплопотерь через них. Но все это справедливо только лишь для тех стен, которые «видят» Солнце. На северной и северо-восточной стороне дома такого влияния не оказывается, на что тоже можно сделать определённую поправку.
Значения корректировочного коэффициента на стороны света – в таблице ниже:
- k4 — коэффициент, учитывающий направление зимних ветров.
Возможно, эта поправка и не является обязательной, но для домов, расположенных на открытой местности, имеет смысл принять в расчет и ее.
Возможно вас заинтересует информация о том, что собой представляют
Практически в любой местности наблюдается преобладание зимних ветров – это еще называется «розой ветров». Такая схема в обязательном порядке есть у местных метеорологов – она составляется по результатам многолетних наблюдений за погодой. Довольно часто и сами местные жители прекрасно осведомлены, какие ветра чаще всего их беспокоят зимой.
И если стена помещения размещена с наветренной стороны, и не защищена какими-то естественными или искусственными преградами от ветра, то она будет выстуживаться значительно сильнее. То есть и тепловые потери помещения возрастают. В меньшей степени это будет выражено у стены, расположенной параллельно направлению ветра, в минимальной – находящейся с подветренной стороны.
Если нет желания «заморачиваться» с этим фактором, или же отсутствует достоверная информация о зимней розе ветров, то можно оставить коэффициент, равный единице. Или же, наоборот, приять его максимальным, на всякий случай, то есть для наиболее неблагоприятных условий.
Значения этого поправочного коэффициента – в таблице:
- k5 — коэффициент, учитывающий уровень зимних температур в регионе проживания.
Если проводить теплотехнические расчеты по всем правилам, то оценку тепловых потерь проводят с учетом разницы температур в помещении и на улице. Понятно, что чем холоднее по климатическим условиям регион, тем больше тепла требуется подавать в системе отопления.
В нашем алгоритме это тоже будет в определенной степени учтено, но с допустимым упрощением. В зависимости от уровня минимальных зимних температур, приходящихся на самую холодную декаду, выбирается поправочный коэффициент k5.
Здесь будет уместным сделать одно замечание. Расчет будет корректным, если принимаются во внимание температуры, которые для данного региона считаются нормой. Нет никакой необходимости вспоминать аномальные морозы, которые случились, скажем, несколько лет назад (и оттого, кстати, и запомнились). То есть должна выбираться самая низкая, но нормальная для данной местности температура.
- k6 – коэффициент, принимающий во внимание качество термоизоляции стен.
Вполне понятно, что чем эффективнее система утепления стен, тем меньше будет уровень тепловых потерь. В идеале, к которому следует стремиться, термоизоляция вообще должна быть полноценной, проведенной на основании выполненных теплотехнических расчетов, с учетом климатический условий региона и особенностей конструкции дома.
При расчете требуемой тепловой мощности системы отопления следует учесть и имеющуюся термоизоляцию стен. Предлагается такая градация поправочных коэффициентов:
Недостаточная степень термоизоляции или вообще полное ее отсутствие, по идее, вовсе не должны наблюдаться в жилом доме. В противном случае система отопления будет очень затратной, да еще и без гарантии создания действительно комфортных условий проживания.
Возможно, вас заинтересует информация о том, в системе отопления
Если читатель желает самостоятельно оценить уровень термоизоляции своего жилья, он может воспользоваться информацией и калькулятором, которые размещены в последнем разделе настоящей публикации.
- k7 и k8– коэффициенты, учитывающие теплопотери через пол и потолок.
Следующие два коэффициента схожи – их введением в расчет принимается во внимание примерный уровень тепловых потерь через полы и потолки помещений. Подробно здесь расписывать незачем – и возможные варианты, и соответствующие им значения этих коэффициентов показаны в таблицах:
Для начала – коэффициент k7, корректирующий результат в зависимости от особенностей пола:
Теперь – коэффициент k8, вносящий поправку на соседство сверху:
- k9 – коэффициент, учитывающий качество окон в помещении.
Здесь тоже все просто – чем качественнее окна, тем меньше теплопотери через них. Старые деревянные рамы, как правило, не отличаются хорошими термоизоляционными характеристиками. Лучше с этим дело обстоит у современных оконных систем, оснащенных стеклопакетами. Но и у них может быть определённая градация – по количество камер в стеклопакете и по другим особенностям конструкции.
Для нашего упрощенного расчета можно применить следующие значения коэффициента k9:
- k10 – коэффициент, вносящий поправку на площадь остекления комнаты.
Качество окон еще полностью не раскрывает всех объемов возможных теплопотерь через них. Очень большое значение имеет площадь остекления. Согласитесь, сложно сравнивать маленькое окошко и огромное панорамное окно чуть не во всю стену.
Чтобы внести корректировку и на этот параметр, для начала следует рассчитать так называемый коэффициент остекления помещения. Это несложно – просто находится отношение площади остекления к общей площади комнаты.
kw = sw / S
kw - коэффициент остекления помещения;
sw - суммарная площадь остекленных поверхностей, м²;
S - площадь помещения, м².
Измерить и просуммировать площадь окон сможет каждый. А затем несложно простым делением найти и искомый коэффициент остекления. А он, в свою очередь, дает возможность зайти в таблицу и определить значение поправочного коэффициента k10:
| Значение коэффициента остекления kw | Значение коэффициента k10 |
|---|---|
| - до 0.1 | 0.8 |
| - от 0.11 до 0.2 | 0.9 |
| - от 0.21 до 0.3 | 1.0 |
| - от 0.31 до 0.4 | 1.1 |
| - от 0.41 до 0.5 | 1.2 |
| - свыше 0.51 | 1.3 |
- k11 – коэффициент, принимающий во внимание наличие дверей на улицу.
Последний из рассматриваемых коэффициентов. В помещении может быть дверь, ведущая непосредственно на улицу, на холодный балкон, в неотапливаемый коридор или подъезд и т.п. Мало того что дверь сама по себе часто является весьма серьезным «мостиком холода» - при ее регулярном открывании каждый раз в помещение будет проникать изрядный объем холодного воздуха. Стало быть, и на это фактор следует сделать поправку: подобные теплопотери, безусловно, требуют дополнительной компенсации.
Значения коэффициента k11 приведены в таблице:
Этот коэффициент стоит принимать во внимание, если дверями в зимнее время регулярно пользуются.
Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляет
* * * * * * *
Итак, все поправочные коэффициенты рассмотрены. Как видите – ничего сверхсложного здесь нет, и можно смело переходить к расчетам.
Еще один совет перед началом вычислений. Все будет намного проще, если предварительно составить таблицу, в первом столбце которой последовательно указать все отпаиваемые помещения дома или квартиры. Далее, по столбцам, разместить данные, которые требуются для расчетов. Например, во втором столбце – площадь помещения, в третьем - высота потолков, в четвертом – ориентация по сторонам света – и так далее. Такую табличку составить несложно, имея перед собой план своих жилых владений. Понятно, что в последний столбец будут заноситься рассчитанные значения требуемой тепловой мощности по каждому помещению.
Таблицу можно составить в офисном приложении, или даже просто расчертить на листе бумаги. И не спешите с ней расставаться после проведения расчётов – полученные показатели тепловой мощности еще пригодятся, например, при приобретении радиаторов отопления или же электрических нагревательных приборов, используемых в качестве резервного источника тепла.
Чтобы предельно упростить читателю задачу проведения таких вычислений, ниже размещен специальный онлайн-калькулятор. С ним, при предварительно собранных в таблицу исходных данных, расчет займёт буквально считаные минуты.
Калькулятор расчета необходимой тепловой мощности для помещений дома или квартиры.
По сравнению с нагревательными электрическими приборами, собственная отопительная система является более выгодной как в плане экономии средств , так и в максимальном удобстве при обогреве помещений.
Эффективность и рентабельность отопительной системы в доме зависит от правильных подсчетов, соблюдения точных правил и инструкций.
Расчет отопления по площади дома – процесс трудоемкий и сложный. Не стоит сильно экономить на материалах. Качественное оборудование и его установка затрагивает финансовый бюджет, но затем хорошо и комфортно обслуживает дом.
При оснащении дома отопительной системой, строительные работы и установка отопления должны идти строго по проекту и с учетом всех правил техники безопасности по использованию.
Следует учесть следующие моменты:
- строительный материал дома,
- метраж оконных проемов;
- климатические особенности местности, где расположен дом;
- расположение оконных рам по компасу;
- каково устройство системы «теплый пол».
При соблюдении всехх вышеизложенных правил и вычисления по проведению отопления, необходимы некоторые знания в области инженерии. Но существует и упрощенная система – расчет отопления по площади, который можно сделать самостоятельно, опять-таки, придерживаясь правил и соблюдения всех норм.
Выбор котла требует индивидуального подхода
Если в доме есть газ, то самый лучший вариант – это газовый котел . При отсутствии централизованного газопровода выбираем электрический котел, генератор тепла на твердом или жидком виде топлива. С учетом региональных особенностей, доступа к поставке материалов, можно установить комбинированный котел. Комбинированный генератор тепла позволит всегда поддерживать комфортную температуру, в любых аварийных и форс-мажорных ситуациях. Здесь нужно отталкиваться от несложного типа эксплуатации, коэффициента теплоотдачи.
После определения вида котла, необходим расчет отопления по площади помещения. Формула проста, но в ней учитывается температура холодного периода, коэффициент потери тепла при больших окнах и их расположении, толщина стен и высота потолков.
Каждый котел владеет определенной мощностью. При ошибочном выборе в помещении будет или холодно, или чрезмерно жарко. Таким образом, если удельная мощность котла на 10 м. куб. с учетом площади отапливаемого помещения 100 кв.м., можно выбрать самый оптимальный генератор тепла.
Из формулы, которой пользуются инженеры, – Wкот = (SxWуд)/10, кВт . – следует, что котел мощностью в 10 Квт отапливает помещение в 100 кв.м .
Необходимое количество секций радиатора отопления.
Чтобы было более наглядно, решим задачу на примере конкретных цифр. Если допустить, что площадь помещения 14 кв.м . и высота потолков 3 метра , объем определяем умножением.
14 х 3 = 42 куб.м .
В средней полосе России, Украины, Белоруссии тепловая мощность на метр кубический соответствует 41 Вт . Определяем: 41х 42= 1722 Вт. Выяснили, что для комнаты в 14 кв.м. нужен радиатор мощностью 1700 Вт . Каждая отдельная секция (ребро) обладает мощностью в 150 Вт. Разделяя полученные результаты, получаем количество секций, необходимых для приобретения. Расчет отопления по площади не везде одинаков. Для помещений более 100 кв.м. требуется установка циркуляционного насоса , служащего «принудителем» движения теплоносителя по трубам. Его установка происходит в обратном направлении от устройств отопления к генератору тепла. Циркуляционный насос повышает срок работы отопительной системы, уменьшая контакт горячих теплоносителей с приборами.
При установке системы отопления «теплый пол » коэффициент обогрева дома растет в разы. Подключить систему напольного отопления можно уже к имеющимся видам отопления. От радиаторов отопления выводится труба и подводится разводка отопления пола. Это самый удобный и выгодный вариант, с учетом экономии средств и времени.
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.
