Расчет мощности газового котла для частного дома – для одно и двухконтурной схемы

Грамотный выбор котла позволит сохранить комфортную температуру воздуха в помещении в зимнее время года. Большой выбор приборов позволяет наиболее точно подобрать нужную модель в зависимости от требуемых параметров. Но для того, чтобы обеспечить в доме тепло и при этом не допустить лишних затрат ресурсов, необходимо знать, как проводить расчет мощности газового котла для отопления частного дома.

Газовый котел напольного типа обладает большей мощзностью Источник termoresurs.ru

Разновидности моделей котлов

Котлы можно разделить на два типа в зависимости от целей применения:

• Одноконтурные – используются только для обогрева;
• Двухконтурные – применяются для отопления, а также в системах горячего водоснабжения.

Агрегаты с одним контуром имеют простое строение, состоят из горелки и единственного теплообменника.

Одноконтурный настенный газовый котел Источник ideahome.pp.ua

В двухконтурных системах в первую очередь обеспечивается функция подогрева воды. При использовании горячего водоснабжения обогрев автоматически отключается на время использования горячей воды, чтобы система не перегружалась. Преимуществом двухконтурной системы является её компактность. Такой обогревательный комплекс занимает гораздо меньше места, чем если бы системы обеспечения горячей водой и отопительная применялись по отдельности.

Часто разделяют модели котлов по способу размещения.

Устанавливать котлы в зависимости от их типа можно по-разному. Можно подобрать модель с настенным креплением или устанавливаемую на пол. Всё зависит от предпочтений хозяина дома, вместимости и функциональности помещения, в котором будет располагаться котёл. На способ установки котла влияет также и его мощность. К примеру, напольные котлы обладают большей мощностью по сравнению с настенными моделями.

Помимо принципиальных различий по целям применения и способам размещения газовые котлы отличаются еще и по способам управления. Существуют модели с электронным и механическим управлением. Электронные системы могут работать только в домах с постоянным доступом к электросети.

Двухконтурный газовый котел с бойлером косвенного нагрева Источник norogum.am

Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на услугах утепления домов.

Расчёт по площади

Самым простым способом узнать необходимое потребление тепла считается расчёт мощности котельной по площади здания. С годами специалисты уже рассчитали стандартные константы для некоторых параметров теплообмена внутри помещения. Так, в среднем для отопления 10 квадратов площади нужно потратить 1 кВт тепловой энергии. Эти цифры будут актуальны для зданий построенных с соблюдением технологий по теплопотерям и высотой потолка не более 2,7 м. Теперь исходя из общей площади здания можно получить необходимую мощность котельной.

Типовые расчеты мощности приборов

Не существует единого алгоритма для расчетов как одно, так и двухконтурных котлов – каждую из систем требуется подбирать отдельно.

Формула для типового проекта

При подсчёте требуемой мощности для обогрева дома, построенного по типовому проекту, то есть с высотой помещений не более 3 метров не учитывается объём помещений, а показатель мощности вычисляют следующим образом:

1. Определяют удельную тепловую мощность: Ум = 1 кВт/10 м2;
2. Далее рассчитывают требуемую мощность для обогрева дома.

Рм = Ум * П * Кр, где

П – величина, равная сумме площадей отапливаемых помещений,

Кр – поправочный коэффициент, который берётся в соответствии с климатической зоной, в которой расположена постройка.

Некоторые значения коэффициента для различных регионов России:

• Южные – 0,9;
• Расположенные в средней полосе – 1,2;
• Северные – 2,0.
• Для Московской области берут значение коэффициента, равное 1,5.

Данная методика не отражает главных факторов, влияющих на микроклимат в доме, и лишь приблизительно показывает, как рассчитать мощность газового котла для частного дома.

Некоторые производители выпускают памятки-рекомендации, но для точных расчетов все-таки рекомендуют обращаться к специалистам Источник parki48.ru

Пример расчёта для одноконтурного прибора устанавливаемого в помещении с площадью 100 м2, расположенном на территории Московской области:

Рм = 1/10 * 100 * 1,5 = 15 (кВт)

Расчеты для двухконтурных приборов

Двухконтурные приборы имеют следующий принцип действия. Для отопления вода нагревается и поступает по отопительной системе в радиаторы, которые отдают тепло окружающей среде, таким образом нагревая помещения и охлаждаясь. При охлаждении вода поступает обратно для нагрева. Таким образом, вода циркулирует по контуру отопительной системы, и проходит циклы нагрева и передачи в радиаторы. В момент, когда температура окружающей сред становится равной заданной, котел переходит на некоторое время в режим ожидания, т.е. временно перестает нагревать воду, после заново начинает нагрев.

Для бытовых нужд котел нагревает воду и подает её в краны, а не в отопительную систему.

Двухконтурная отопительная система Источник idn37.ru

При вычислении мощности прибора с двумя контурами обычно к полученной мощности прибавляют ещё 20% от расчетной величины.

Пример расчёта для двухконтурного прибора, который устанавливается в помещении с площадью 100м2; коэффициент взят для Московской области:

1. Рм = 1/10 * 100 * 1,5 = 15 (кВт)
2. Ритоговая = 15 + 15*20% = 18 (кВт)

Определяем идеальное соотношение мощности и экономности

Несколько котлов, включенных в одну систему

Чтобы следовать принципам экономии, нужно учесть еще некоторые моменты при эксплуатации котла.

В холодное время в доме необходимо поддерживать температуру 20—22 градуса, она оптимально комфортна для человеческого организма. Но учитывая то, что в течение зимы температура меняется, а самые морозные дни бывают только несколько раз за отопительный сезон, то можно согреть дом, используя котел, имеющий мощность наполовину ниже получившейся при расчетах.

Для нормального функционирования котла долгие годы лучше, если он будет работать с номинальной, а не с пиковой мощностью. Но за отопительный период потребность в поддержании высокой температуры в доме иногда отпадает. Чтобы выйти из этого положения используют смесительные клапаны.

Смесительный клапан

Они нужны для того, чтобы можно было регулировать температуру теплоносителя в батареях. Для этого применяют системы гидравлики с термогидравлическими распределителями или с четырехходовыми клапанами. Если они установлены в системе отопления, температуру можно изменить регулятором, оставляя мощность котла постоянной.

После проведения таких модернизаций котел даже маленькой мощности будет работать в оптимальном режиме, достаточном для качественного обогрева всех помещений. Это решение достаточно дорогое, но оно поможет сэкономить на расходе топлива.

• Другой случай, когда котел имеет превышенную для данного помещения мощность, и совсем не хочется переплачивать за избыточное топливо, которое должно обеспечивать его работу. Чтобы избежать этих неприятных трат, можно установить буферный бак (бак-аккумулятор), который полностью заполняется водой.

Это дополнение будет к месту, если для отопления используют котлы на твердом топливе — прибор будет работать на полную мощность, даже если требуется только кратковременное тепло.

Когда на улице повышается температура, а котел отключать еще рано, клапан-автомат начинает ограничивать поступление подогретой воды в батареи. Он направляет ее в теплообменник буферного бака, и там она будет нагревать воду, которая уже находится в баке. Объем бака должен составлять 10:1 по отношению к площади дома, например, на 50 квадратных метров площади понадобится бак объемом в 500 литров.

Установка бака-аккумулятора дает существенную экономию энергоресурсов

Эта вода, нагревшись, начинает функционировать после остывания воды в контуре — она начинает поступать в радиаторы, и система продолжит отапливать помещения еще некоторое время.

Дополнительные факторы, учитываемые при установке котла

В строительстве существует также понятие энергоэффективности здания, то есть того, сколько постройка отдает тепла окружающей среде.

Одним из показателей теплообмена является коэффициент рассеивания (Кр). Эта величина является константой, т.е. постоянной и не изменяется при расчетах уровня теплообмена конструкций, изготовленных из одинаковых материалов.

Надо учитывать не только мощность котла, но и возможные теплопотери самого здания Источник pechiudachi.ru

Для расчётов берётся коэффициент, который в зависимости от здания может быть равен разным величинам и применение которого поможет понять, как рассчитать мощность газового котла для дома более точно:

• Самый низкий уровень теплообмена, соответствующий величине Кр от 0,6 до 0,9, присваивается зданиям, выполненным из современных материалов, с утепленными полом, стенами и крышей;
• Кр равен от 1,0 до 1,9, если наружные стены здания утеплены, проведено утепление крыши;
• Кр равен от 2,0 до 2,9 в домах без утепления, к примеру, кирпичных с одинарной кладкой;
• Кр равен от 3,0 до 4,0 в неутеплённых помещениях, в которых низкий уровень теплоизоляции.

Уровень теплопотерь Qт рассчитывается в соответствии с формулой:

Qт= V * Рt* k / 860, где

V – это объем помещения,

Pt– разница температур, вычисляемая путем вычета минимальной возможной температуры воздуха в регионе из желаемой температуры помещения,

к – коэффициент запаса.

Современный газовый котел Источник tr.decorexpro.com

Мощность котла при учете коэффициента рассеивания вычисляют путем умножения вычисленного уровня теплопотерь на коэффициент запаса (обычно от 15% до 20%, тогда умножать необходимо на 1,15 и 1,20 соответственно)

Данная методика позволяет более точно определить производительность и, следовательно, максимально качественно подойти к вопросу выбора котла.

Какие параметры, кроме объёма и площади, влияют на выбор котла? И почему это важно?

Упрощённая формула расчёта зачастую приводит к покупке неподходящего котла. Каждый дом индивидуален, а теплопотери в процентах не могут быть равны для всех домов. Перед подсчётом мощности считают данные конкретного дома:

1) Замерить площадь стен, окон, дверей;

2) Уточнить толщину стен, указать тип отделки и материал, высоту потолков;

3) Понаблюдать минимальную температуру дома в морозы;

4) Определить желаемую температуру в результате установки котла;

5) Выписать значения теплопроводности для материалов, из которых строили дом.

Тепловое сопротивление материалов

Зачем это нужно? Ключевой параметр, влияющий на выбор котла – это теплопотери дома. Дома с одинаковой площадью и объёмом, но отличающейся степенью утепления, потребуют разное по мощности оборудование.

Куда уходит тепло:

А также значение имеет: насколько отличается уличная температура от внутренней, климатический регион, сила и направление ветра, как стоит дом относительно частей света.

Что будет, если неправильно рассчитать требуемую мощность

Выбирать котел стоит все-таки такой, чтобы он соответствовал мощности, которая требуется для обогрева здания. Это будет наиболее оптимальным вариантом, так как в первую очередь покупка несоответствующего по уровню мощности котла может привести к двум типам проблем:

1. Маломощный котел будет всегда работать на пределе, пытаясь отопить помещение до заданной температуры, и может быстро выйти из строя;
2. Прибор с чрезмерно высоким уровнем мощности стоит дороже и даже в экономичном режиме потребляет больше газа, чем менее мощное устройство.

Зачем считать, если можно купить котёл с запасом мощности?

Иногда у котлов имеется резерв производительности. Это хорошо, когда резерв не более 25%. Особенно, когда семья планирует развивать площадь: достроить бассейн, баню, или другую отапливаемую зону. Когда требуемая мощность превышена значительно, собственник тратит лишние деньги, а оборудование работает внештатном режиме:

• Ломается или даёт сбои;
• Снижается КПД системы;
• Котёл большей мощности стоит дороже;
• Расходуется больше топлива, чем требуется для обогрева дома;
• Понадобится более мощный и дорогой насос;
• В доме будет очень жарко;
• Автоматическое регулирование затрудняется, может закипеть котёл;
• Котел начинает тактовать — включаться и выключаться за короткий промежуток времени, изнашиваются узлы оборудования;
• В дымоходе появляется конденсат. При горении конденсат вступает в реакцию с выбросами и образуется кислота. Она разрушает дымоход и иногда котёл.

Вывод: при частом включении и выключении тратится больше топлива, чем при непрерывной работе. Покупка котла с превышением мощности не только не имеет смысла, но и вредна для бюджета и оборудования.

Калькулятор для расчета мощности котла

Тем, кто не любит заниматься подсчётами, пусть даже и не очень сложными, поможет провести расчет котла для отопления дома, специальный калькулятор – бесплатное онлайн приложение.

Интерфейс онлайн калькулятора расчета мощности котла Источник idn37.ru

Как правило, сервис по расчету требует заполнить все поля, что поможет наиболее точно сделать расчеты, включающие мощность прибора и теплоизоляцию дома.

Для получения итогового результата потребуется также ввести общую площадь, которой будет требоваться обогрев.

Далее следует заполнить информацию о типе остекления, уровне теплоизоляции стен, полов и потолков. В качестве дополнительных параметров учитываются также высоту, на которой расположен потолок в помещении, вводят сведения о количестве стен, взаимодействующих с улицей. Учитывают этажность здания, наличие сооружений поверх дома.

После ввода необходимых полей кнопка выполнения расчетов становится «активной» и можно получить расчет кликнув мышью по соответствующей клавише. Для проверки полученной информации можно воспользоваться формулами расчета.

Стоит ли приобретать слишком мощный котел?

Современное отопительное оборудование оснащено автоматическими системами, которые позволяют регулировать расход газа. Это очень удобно, поскольку избавляет от ненужных расходов. Может показаться, что точный расчет мощности котла отопления не так уж важен, ведь можно просто купить котел с высокими показателями мощности. Но все не так просто.

Правильный подбор отопительного оборудования продлит срок его эксплуатации

Необоснованное превышение тепловой мощности оборудования может привести к:

• повышению расходов на приобретение элементов системы;
• снижению эффективности работы котла;
• сбоям в работе автоматического оборудования;
• быстрому износу комплектующих;
• образованию конденсата в дымоходе и т. п.

Таким образом, нужно стараться «попасть» именно в ту мощность, которая подходит вашему жилищу.

Газовые котлы Baxi зарекомендовали себя как надёжное отопительное оборудование. Обзор модельного ряда с характеристиками и особенностями в нашем следующем материале: .

Преимущества использования газовых котлов

Газовое оборудование обладает рядом преимуществ и недостатков. К плюсам можно отнести:

• возможность частичной автоматизации процесса работы котла;
• в отличие от других источников энергии, природный газ обладает невысокой стоимостью;
• приборы не требуют частого обслуживания.

К недостаткам газовых систем относят высокую взрывоопасность газа, однако при правильном хранении газовых баллонов, своевременном проведении технического обслуживания, этот риск минимален.

Нужна ли избыточная мощность

Не стоит покупать модель с производительностью, существенно превышающей максимальный показатель (с учетом надбавки 15—20%). Избыток приводит к негативным последствиям:

1. Высокая стоимость. Чем мощнее модель, тем она дороже. Нерационально приобретать технику, возможности которой не будут использованы.
2. Рост затрат на расходные элементы.
3. Низкая эффективность горелки — это повлияет на расход газа.
4. При минимальных нагрузках автоматика чаще выходит из строя.
5. Если оборудование не является оптимальным для конкретной площади, происходит ускоренный износ узлов и деталей.

Запас производительности в зависимости от типа котла

Для стандартного одноконтурного котла, вне зависимости от вида используемого топлива, мы всегда рекомендуем закладывать запас мощности 15-25%, в зависимости от температуры в самую холодную декаду и утепленности дома. Однако в некоторых случаях требуется несколько больший запас:

• 20-30% запаса, если котел двухконтурный . Большинство моделей работает по принципу приоритета ГВС, это значит, что в момент активации точки потребления горячей воды котел не греет отопительный контур, для работы на два контура требуется более высокая производительность;
• 20-25% запаса, если в доме организована или планируется приточно-вытяжная вентиляция без рекуперации тепла.

Также часто используется схема с подключением бойлера косвенного нагрева (особенно в связке с твердотопливными котлами). В таком случае излишек мощности может превышать 40-50% (показатель рассчитывается по ситуации). Стоит понимать, что любом из случаев предусмотренный запас не «простаивает», а используется будь то в целях нагрева горячей воды, восполнения более высоких теплопотерь или нагрева буферной емкости.

Высокий белый бак справа от котла – накопительный бойлер косвенного нагрева, постоянно поддерживающий большой объем горячей воды.

Учет тепловых потерь

Рассматривая, какая нужна мощность для газового котла, многие потребители ошибочно полагают, что она зависит только от размеров дома. Иными словами, достаточно вычислить этот параметр путем умножения 1 киловатта на 10 кв. метров площади.

В действительности эти расчеты не совсем верны, поскольку не учитывают теплопотери. Тепло может уходить из дверей, через щели в оконных проемах, стены и потолочные поверхности, поэтому основная задача отопительного оборудования – компенсировать недостаток утраченного тепла и создать комфортную температуру.

На тепловые потери влияют такие факторы:

• местоположение здания с учетом климата местности;
• общая площадь обогреваемого помещения;
• местоположение в отношении сторон света;
• тип, размер стеклопакетов, дверных проемов;
• тепловое сопротивление отделочных материалов;
• вентиляция.

Полный расчет теплопотерь требует использования нескольких десятков формул, что затруднительно для обычного потребителя. Поэтому выясняя, какая нужна мощность для газового котла, достаточно ограничиться максимальными потерями тепла с коэффициентом 1,5.

Такой параметр обычно имеют простые деревянные окна без стеклопакетов, двери из дерева без тамбура и стены в один кирпич или выполненные из бетона. Если же помещение хорошо утеплено, оборудовано стеклопакетами и двойными дверьми, для неучтенных потерь целесообразно использовать коэффициент 1,15.

Что такое теплопотери помещения

Любое помещение имеет определенные теплопотери. Тепло выходит из стен, окон, полов, дверей, потолка, поэтому задача газового котла – компенсировать количество выходящего тепла и обеспечить определенную температуру в помещении. Для этого необходима определенная тепловая мощность.

Опытным путем установлено, что наибольшее количество тепла уходит через стены (до 70%). Через крышу и окна может выходить до 30% тепловой энергии, через систему вентиляции – до 40%. Наименьшие теплопотери у дверей (до 6%) и пола (до 15%)

На теплопотери дома влияют следующие факторы.

• Расположение дома. Каждый город имеет свои климатические особенности. В расчетах теплопотерь необходимо учитывать критическую отрицательную температуру, характерную для региона, а также среднюю температура и продолжительность отопительного сезона (для точных расчетов с использованием программы).
• Расположения стен относительно сторон света. Известно, что в северной стороне располагается роза ветров, поэтому теплопотери стены, находящейся в этой области, будут наибольшими. В зимнее время с западной, северной и восточной стороны дует с большой силой холодный ветер, поэтому теплопотери этих стен будут выше.
• Площадь отапливаемого помещения. От размеров помещения, площади стен, потолков, окон, дверей зависит количество уходящего тепла.
• Теплотехника строительных конструкций. Любой материал имеет свой коэффициент теплового сопротивления и коэффициент теплоотдачи – способности пропускать через себя определенное количество тепла. Чтобы их узнать, необходимо воспользоваться табличными данными, а также применить определенные формулы. Информацию о составе стен, потолков, полов, их толщине можно найти в техническом плане жилья.
• Оконные и дверные проемы. Размер, модификация двери и стеклопакетов. Чем больше площадь оконных и дверных проемов, тем выше теплопотери. Важно учитывать характеристики установленных дверей и стеклопакетов при расчетах.
• Учет вентиляции. Вентиляция всегда существует в доме независимо от наличия искусственной вытяжки. Через открытые окна происходит проветривание помещения, движение воздуха создается при закрытии и открытии входных дверей, хождении людей из комнаты в комнату, что способствует уходу теплого воздуха из помещения, его циркуляции.

Зная вышеперечисленные параметры, можно не только вычислить тепловые потери дома и определить мощность котла, но и выявить места, нуждающиеся в дополнительном утеплении.