Как рассчитать мощность газового котла отопления: формулы и пример расчета

Понятие коэффициента рассеивания

Коэффициент рассеивания – это один из важных показателей теплообмена между жилым помещением и окружающей средой. В зависимости от того, насколько хорошо утеплен дом. существуют такие показатели, которые используются в наиболее точной формуле подсчета:

• 3,0 – 4,0 – это коэффициент рассеивания для конструкций, в которых вообще нет никакой теплоизоляции. Чаще всего в таких случаях речь идет о времянках из гофрированного железа или дерева.
• Коэффициент от 2,9 до 2,0 характерен для строений с низким уровнем теплоизоляции. Имеются ввиду дома с тонкими стенами (например, в один кирпич) без утепления, с обычными деревянными рамами и простой крышей.
• Средний уровень теплоизоляции и коэффициент от 1,9 до 1,0 присваиваются домам с двойными пластиковыми окнами, утеплением наружных стен или двойной кладкой, а также с утепленной крышей или чердаком.
• Самый низкий коэффициент рассеивания от 0,6 до 0,9 характерен для домов, возведенных с использованием современных материалов и технологий. В таких домах утеплены стены, крыша и пол, установлены хорошие окна и хорошо продумана система вентиляции.

Таблица расчета стоимости отопление в частном доме

Формула, в которой применяется значение коэффициента рассеивания, является одной из самых точных и позволяет вычислить теплопотери конкретного строения. Выглядит она так:

В формуле Qт – это уровень теплопотерь, V – это объем помещения (произведение длины, ширины и высоты), Pt – это разница температур (для вычисления необходимо вычесть из желаемой температуры в комнате минимальную температуру воздуха, которая может быть в этой широте), k – это коэффициент рассеивания.

Подставим числа в нашу формулу и попытаемся узнать теплопотери дома объемом 300 м³ (10 м*10 м*3 м) со средним уровнем теплоизоляции при желаемой температуре воздуха в +20С° и минимальной зимней температуре в – 20С°.

Имея эту цифру, мы можем узнать, какой мощности котел необходим для такого дома. Для этого полученное значение теплопотери следует умножить на коэффициент запаса, который обычно равен от 1,15 до 1,2 (те самые 15-20%). Получаем, что:

Округлив полученное число в меньшую сторону, узнаем искомое число. Для отопления дома с заданными нами условиями потребуется котел в 38 кВт.

Такая формула позволит очень точно определить мощность газового котла, требуемую для того или иного дома. Также на сегодняшний день разработано множество разнообразных калькуляторов и программ, которые позволяют учитывать данные каждого отдельно взятого строения.

Отопление частного дома своими руками — советы по выбору типа системы и вида котла Требования к установке газового котла: что нужно и полезно знать о процедуре подключения? Как правильно и без ошибок произвести расчёт радиаторов отопления для дома Система водоснабжения частного дома из скважины: рекомендации по созданию

Расчет для разных видов отопительных котлов

Степень эффективности системы отопления зависит в первую очередь от правильного выбора ее типа. И разумеется, от точности произведенного расчета необходимой производительности котла отопления. Если же расчет тепловой мощности системы отопления был проведен недостаточно точно, то неизбежно возникнут негативные последствия.

При теплоотдаче котла меньшей, нежели требуемая, зимой в комнатах будет холодно. В случае избыточной производительности будет перерасход энергии и, соответственно, денег, затрачиваемых на отопление постройки.

Система обогрева дома

Чтобы избежать этих и других проблем, недостаточно одного лишь знания того, как рассчитать мощность котла отопления.

Необходимо еще учесть особенности, свойственные системам, использующим разные виды отопителей (фото каждого из них вы сможете увидеть далее по тексту):

• твердотопливный;
• электрический;
• жидкотопливный;
• газовый.

Выбор того или иного типа во многом зависит от региона проживания и уровня развития инфраструктуры. Немаловажным является наличие возможности приобретения определенного вида топлива. И, конечно же, его стоимости.

Твердотопливные котлы

Расчет мощности твердотопливного котла необходимо производить с учетом особенностей, характеризующихся следующими чертами таких обогревателей:

• невысокой популярностью;
• относительной доступностью;
• возможностью автономной работы — она предусмотрена в целом ряде современных моделей этих устройств;
• экономичностью в процессе эксплуатации;
• необходимость наличия дополнительного пространства для хранения топлива.

Твердотопливный отопитель

Еще одной характерной чертой, которую следует учесть, производя расчет мощности отопления твердотопливным котлом, является цикличность получаемой температуры. То есть в отапливаемых с его помощью помещениях, суточная температура будет колебаться в пределах 5ºС.

Поэтому такая система является далеко не самой лучшей. И при возможности следует от нее отказаться. Но, если же, это невозможно, есть два способа того, как сгладить имеющиеся недостатки:

1. Использование термобаллона, который нужен для регулировки подачи воздуха. Это позволит увеличить время горения и сократить число топок;
2. Применение водяных теплоаккумуляторов, имеющих емкость от 2 до 10м². Они включаются в систему обогрева, позволяя снизить энергозатраты и, тем самым, экономить топливо.

Все это позволит уменьшить требуемую производительность твердотопливного котла для отопления частного дома. Следовательно, эффект от применения этих мер нужно учитывать, производя расчет мощности системы отопления.

Электрические котлы

Электрические котлы для отопления дома характеризуются следующими особенностями:

• высокой стоимостью топлива – электроэнергии;
• возможными проблемами из-за перебоев в сети;
• экологичностью;
• простотой управления;
• компактностью.

Электрический котел

Все эти параметры, стоит учесть, производя расчет мощности электрического котла отопления. Ведь он приобретается не на один год.

Жидкотопливные котлы

Они имеют следующие характерные черты:

• не экологочичны;
• удобны в эксплуатации;
• требуют дополнительного пространства для хранения топлива;
• имеют повышенную пожароопасность;
• используют топливо, цена которого довольно велика.

Жидкотопливный обогреватель

Газовые котлы

В большинстве случаев являются наиболее оптимальным вариантом организации системы обогрева. Бытовые газовые котлы отопления обладают следующими характерными чертами, которые надо учесть, делая расчет мощности отопительного котла:

• простота эксплуатации;
• не требуют места для хранения топлива;
• безопасны в эксплуатации;
• невысокая стоимость топлива;
• экономичность.

Газовый котел

Преимущества и недостатки электрических котлов

Основным преимуществом котлов электрических отопительных являются следующие факторы:

• относительная дешевизна и беспроблемный доступ к источнику энергии;
• минимум механических деталей, за счёт чего обслуживание такого котла проводится проще, чем газового или любого другого;
• возможность автоматической работы, что позволяет включать отопление в любое удобное для вас время согласно заданной программе;
• отсутствие шума во время работы. Немаловажная особенность для жилого дома, также как и компактность и небольшой вес, что позволяет устанавливать электрические котлы практически в любом месте;
• отсутствие вредных выбросов в атмосферу и необходимости в дополнительном монтаже дымохода.

Рассчитываем мощность котла

Чтобы не ошибиться с выбором, не потерять деньги и не остаться мерзнуть зимой в чуть теплом доме, необходимо грамотно произвести расчет мощности твердотопливного котла отопления. Прежде чем приступить непосредственно к расчету, необходимо определиться, для каких целей будет использоваться твердотопливный котел?

Котел может использоваться как исключительно для обогрева, так и для отопления и производства горячей воды для санитарных нужд (душ, баня, мытье посуды)

Для каждого из случаев потребуются устройства различной мощности

Также следует обратить внимание на то, в каком регионе он будет эксплуатироваться. Производя расчеты, следует учесть температуру окружающей среды и то что отопительный прибор должен покрывать теплопотери дома в самые холодные дни в году

Следует обратить внимание и на конструкцию самого дома. Загородные дома бывают разных видов, от простых каркасных и деревянных домов, до больших элитных загородных коттеджей

Теплопотери у разных стен будут значительно отличаться, и это стоит принять во внимание. Загородные дома бывают разных видов, от простых каркасных и деревянных домов, до больших элитных загородных коттеджей

Загородные дома бывают разных видов, от простых каркасных и деревянных домов, до больших элитных загородных коттеджей

Теплопотери у разных стен будут значительно отличаться, и это стоит принять во внимание.. Фото 3: Монтаж котла в загородном доме. Фото 3: Монтаж котла в загородном доме

Фото 3: Монтаж котла в загородном доме

Для расчетов нам потребуются следующие параметры:

1. Площадь помещения;
2. Удельная мощность с поправкой на регион;

Удельная мощность для регионов России:

• для Москвы и Московской области — 1.2 — 1.5 кВт;
• для северной части России — 1.5 — 2.0 кВт;
• для южных районов России — 0.7 — 0.9 кВт.

Формула для расчета выглядит следующим образом:

Мощность котла(кВт) = (Площадь помещения(м2)*Удельная мощность(кВт))/10

Также необходимо знать количество теплоносителя, необходимое для заполнения системы отопления. Оно равно приблизительно 15 литрам на 1 кВт.

Объем теплоносителя(л) = Мощность котла(кВт) * 15

Например: Требуется рассчитать котел отопления для загородного дома, площадью 150м2 находящегося в Московской области:

Мощность котла(кВт) = (150*1.2)/10 = 18 кВт

Рассчитаем необходимый объем жидкости для заполнения системы отопления:

Объем теплоносителя(л) = 18 * 15 = 270 л

Такой расчет не учитывает реальные теплопотери дома, которые для каждого отдельного случая высчитываются индивидуально. Ориентировочные данные следующие:

• каркасные дома 120 — 200 Вт/м2;
• старые деревянные дома с теплоизоляцией 90 — 120 Вт/м2;
• кирпичные коттеджи с пластиковыми окнами 60 — 90 Вт/м2;

Также при необходимости обеспечения горячего водоснабжения, к мощности котла прибавляют около 25-30%.

При упрощенных расчетах обычно считают удельную теплоемкость равной 1, тогда приблизительно 1 кВт хватит для отопления 10 м2 площади.

Способы обогрева и дополнительные функции электрокотлов

Цена на электроэнергию высока, и понятно стремление владельцев индивидуальных домов минимизировать расходы. Один из способов – комбинированный обогрев. Например, приобретают для обогрева помещений электокотел с одним отопительным контуром, а горячую воду получают от отдельного котла малой мощности.

Дополнение опций в современных моделях электрокотлов предполагает и увеличенное потребление электроэнергии, поэтому к выбору модели следует подходить очень критично, оценивая необходимы ли данные конструкционные дополнения. Но требования безопасной эксплуатации системы – другое дело, и выбор котла с автоматизированной системой контроля, имеющей датчики температур и давления, обоснован. Автоматическая остановка работы котла с отключением от питания при достижении предельных значений и нештатных ситуациях обеспечит безаварийную работу системы.

Что влияет на расчетную мощность

Котел должен не только восполнять все тепловые потери конкретного здания или помещения, но и иметь определенный мощностный запас. Почему необходимо брать значение больше расчетного:

• оборудование не должно работать на пределе возможностей — это приводит к преждевременному износу;
• нужно учитывать вероятность аномальных температур;
• для частного дома полезно учесть возможность расширения площади.

Некоторые покупатели не знают, в каких единицах исчисляется главный параметр газового оборудования, определяющий его производительность. Тепловая мощность аппаратов измеряется в киловаттах (кВт). Эта величина всегда указывается в техническом паспорте каждой модели.

Расчет тепловой мощности котельной

Потребители обслуживаются котельными следующих типов:

• местные (для одного или нескольких домов);
• квартальные (для домов целого квартала);
• районные (крупные сооружения).

Все котельные могут отапливаться следующими видами топлива:

• твердым (древесиной, торфом, углем);
• газообразным;
• жидким (мазутом, нефтью, маслом, соляркой);
• комбинированным.

Использование твердого топлива требует оснащения котельных особыми колосниками, пропускающими золу. Древесина должна быть сухая, для сушки дров используются навесы. Лучше использовать дрова лиственных пород, т.к. хвойные поленья засоряют дымоходы продуктами горения.

Тепловую энергию для данного вида топлива рассчитывают так: на 1 м² площади здания должно приходиться 100 Вт/ч. Для дома площадью 100 м² мощность равна 10 кВт. Зная количество дней, в которые производится отопление, можно подсчитать общую тепловую мощность.

Котельные могут работать на сжиженном и магистральном газе. Для газовых котельных действуют особые требования укладки труб для обеспечения работы котлов (обвязки). Простейший вариант расчета мощности отопительного газового оборудования — 1 кВт энергии на 10 м² площади. Кроме этого, учитывают площадь помещения, его расположение в той или иной климатической зоне, теплопотери отапливаемого строения. Точные расчеты могут выполнить специалисты-теплотехники. Они же помогут определить расход топлива за необходимый промежуток времени.

Выделяемая тепловая энергия считается в мегаваттах (мВт) или гигакалориях (Гкал).

В комбинированных котельных в качестве топлива используются:

• газ и солярка;
• газ и мазут;
• газ и нефть;
• газ и отработанное масло.

Приоритетное и второстепенное топливо определяет владелец котельной. От выбранного вида теплоносителя зависит тип котлов.

При устройстве и эксплуатации отопительных котельных малой мощности для подсчета тепловой энергии учитывается несколько факторов:

• износ отапливаемых зданий;
• степень их утепленности;
• размеры окон и дверей.

Расчет мощности газового котла в зависимости от площади

В большинстве случаев используют ориентировочный подсчет тепловой мощности котлоагрегата по площадям нагрева, например, для частного дома:

• 10 кВт на 100 кв.м;
• 15 кВт на 150 кв.м;
• 20 кВт на 200 кв.м.

Подобные вычисления смогут подойти для не очень большого сооружения с утепленным чердачным перекрытием, низкими потолками, хорошей термоизоляцией, окнами с двойным остеклением, но не более того.

По старым расчетам лучше не делать. Источник фото: porjati.ru

К сожалению, данным условиям соответствуют только немногочисленные строения. С тем, чтобы осуществить наиболее обстоятельный расчет показателя мощности котла, необходимо учитывать полный пакет взаимосвязанных величин, в том числе:

• атмосферные условия в местности;
• размер жилой постройки;
• коэффициент теплопроводности стены;
• фактическую теплоизоляцию здания;
• систему регулировки мощности газового котла;
• объем тепла, требуемый для ГВС.

Расчет одноконтурного котла отопления

Подсчет мощности одноконтурного котлоагрегата настенной или напольной модификации котла с применением соотношения: 10 кВт на 100 м2, необходимо увеличить на 15-20%.

Например, необходимо обогреть здание площадью 80 м2.

Расчет мощности газового котла отопления:

10*80/100*1.2 = 9.60 кВт.

В случае, когда в торговой сети не существует требуемого вида устройств, приобретают модификацию с большим размером кВт. Подобный метод пойдет для источников отопления одноконтурного типа, без нагрузки на горячее водоснабжение, и может быть заложен в основу расчета расхода газа на сезон. Иногда вместо жилой площади расчет выполняют с учетом объема жилого здания квартиры и степени утепления.

Для индивидуальных помещений, построенных по типовому проекту, с высотой потолочного покрытия 3 м, формула расчета довольно простая.

Еще один способ расчета ОК котла

В данном варианте учитывают площадь застройки (П) и коэффициент удельной мощности котлоагрегата (УМК), зависящего от климатического места расположения объекта.

Он варьируется в кВт:

• 0.7 до 0.9 южные территории РФ;
• 1.0 до 1.2 центральные регионы РФ;
• 1.2 до 1.5 Московская область;
• 1.5 до 2.0 северные районы РФ.

Следовательно, формула для расчета выглядит таким образом: Мо=П*УМК/10

Например, необходимая мощность источника отопления для постройки в 80 м2, расположенного в северном регионе:

Мо = 80*2/10 = 16 кВт

Если собственник будет устанавливать двухконтурный котлоагрегат, для отопления и ГВС, профессионалы советуют добавить к полученному результату еще 20% мощности на подогрев воды.

Как рассчитать мощность двухконтурного котла

Расчет теплопроизводительности двухконтурного котлоагрегата выполняется на основанию такой пропорции:

10 м2 = 1 000 Вт + 20% (теплопотери) + 20% (подогрев ГВС).

В случае, если здание располагает площадью 200 м2, то требуемый размер будет состоять: 20.0 кВт + 40.0% = 28.0 кВт

Это прикидочный расчет, его лучше уточнить по норме водопользования ГВС на одного человека. Такие данные приводятся в СНИПе:

• ванная комната – 8.0-9.0 л/мин;
• душевая установка – 9 л/мин;
• унитаз – 4.0 л/мин;
• смеситель в мойке – 4 л/мин.

В техдокументации к водонагревателю указывается, какая необходима теплопроизводительность котла, чтобы гарантировать качественный подогрев воды.

Для теплообменника на 200 л будет достаточно нагревателя нагрузкой приблизительно 30.0 кВт. После рассчитывают производительность, достаточную для обогрева, в конце итоги суммируют.

Расчет мощности бойлера косвенного нагрева

Для того, чтобы сбалансировать нужную мощность одноконтурного агрегата работающего на газовом топливе с бойлером косвенного нагрева, нужно установить какой объем теплообменника потребуется, чтобы обеспечить горячей водой жильцов дома. Используя данные по нормам горячего водопотребления легко можно установить, что расход в сутки для семьи из 4-х человек составит 500 л.

Производительность водонагревателя косвенного нагрева напрямую зависит от площади внутреннего теплообменника, чем более размеры змеевика, тем больше тепловой энергии он передает воде в час. Детализовать такие сведения можно, изучив характеристики по паспорту на оборудование.

Источник фото: coolandtheguide.com

Существуют оптимальные соотношения этих величин для среднего диапазона мощности бойлеров косвенного нагрева и время получения заданной температуры:

• 100 л, Мо – 24кВт, 14 мин;
• 120 л, Мо – 24кВт,17 мин;
• 200 л, Мо – 24кВт, 28 мин.

При выборе водонагревателя рекомендуется, чтобы он нагревал воду примерно за полчаса. Исходя из этих требований предпочтительнее 3-й вариант БКН.

Как производить расчет мощности различных типов котлов

То, насколько эффективная отопительная система, будет в первую очередь зависеть от того, какого она типа. И, конечно же, на нее будет влиять правильность произведенных расчетов касаемо необходимой мощности отопительного котла. Если же такие расчеты покажут необъективные данные, то в скором будущем вас будут ждать неизбежные проблемы.

Если теплоотдача прибора будет меньше необходимого минимума, то в зимнее время в доме будет холодно. Если же его производительность будет излишней, то это не приведет ни к чему, кроме как к излишним затратам энергии, а следовательно, и ваших денег.

Дабы избежать подобных неприятностей, вам потребуются только знания касаемо того, как рассчитывается мощность котла. Также учтите тот факт, что существуют различные типы отопления, в зависимости от используемого топлива. Вот они:

1. На твердом топливе.
2. Электрические.
3. На жидком топливе.
4. Газовые.

При выборе той или иной системы люди зачастую основываются на особенностях конкретного региона, а также на стоимости оборудования.

Котлы на твердом топливе

Дабы рассчитать мощность котла на твердом топливе, вы должны учесть особенности, которые характерны для данного типа оборудования.

1. Относительно низкая популярность.
2. Потребность в дополнительном пространстве для того, чтобы хранить топливо.
3. Доступность.
4. Процедура эксплуатации проходит весьма экономично.
5. Такие котлы могут функционировать автономно, по крайней мере, большая часть современных приборов предусматривает это.

Помимо этого, еще одним фактором, который нужно учесть, делая расчет мощности котла отопления, является то, что температура получается циклично. Иными словами, в помещении, отапливаемом такой системой, температура в течение дня может колебаться с зазором в 5 градусов.

Важно! Именно по этой причине твердотопливные котлы едва ли можно назвать наилучшими, а если есть возможность, то от их покупки лучше вообще отказаться. Но если такой возможности нет, у вас есть два способа того, как частично оградить себя от таких проблем

1. Использовать теплоаккумуляторы, объем которых может достигать 10 метров кубических. Они подсоединяются к системе отопления и существенно сокращают теплопотери, что позитивно сказывается на затратах на отопление.
2. Соорудить термобаллон, необходимый для контроля подачи воздуха. Благодаря ему время горения увеличивается, а количество топок, следовательно, снижается.

Благодаря всему этому необходимая вам производительность котла снижается. Также все это следует учесть при расчетах.

Электрические котлы

Все котлы, работающие на электрической энергии, отличаются следующими особенностями.

1. Они компактны.
2. Топливо для них – электричество – стоит дорого.
3. Управлять ими крайне просто.
4. При перебоях в сети возможны проблемы с их функционированием.
5. Они экологически безопасны.

Собственно, это все, что вам нужно помнить при вычислении необходимой мощности для котла, работающего на электроэнергии.

Котлы на жидком топливе

А теперь поговорим о жидкотопливных котлах. В целом, они характеризуются следующими особенностями.

1. Такие котлы не являются экологически безопасными.
2. Для них используется весьма дорогостоящий тип топлива.
3. Эксплуатация таких котлов отличается простотой и удобством.
4. Еще одна особенность – повышенная пожаробезопасность.
5. При их установке вы должны позаботиться о еще одном помещении, в котором в будущем будет храниться топливо.

На этом особенности жидкотопливных котлов закончились.

Газовые котлы

Последний тип котлов, о которых мы поговорим сегодня – это газовые приборы. Они в большинстве своем – наиболее оптимальный вариант при установке системы обогрева. Расчет мощности котлов отопления данного типа невозможно сделать, не учтя следующие его особенности.

1. Эксплуатация таких котлов отличается простотой и удобством.
2. Они экономичны.
3. Они не требуют дополнительного места для того, чтобы хранить топливо.
4. Стоимость самого топлива для них (газа) относительно невысокая.
5. Наконец, их эксплуатация отличается повышенной безопасностью.

Все, с котлами мы более-менее разобрались, теперь порассуждаем о том, как вычислить мощность для радиаторов в отопительной системе.