Теплоотдача котла – зачем нужны расчеты
Система отопления должна полностью восполнить все теплопотери в доме, для чего и проводится расчет мощности котла. Здание постоянно выделяет тепло наружу. Теплопотери в доме бывают различными и зависят от материала контруктивных частей, их утепления. Это влияет на расчетные показатели теплового генератора. Если подходить к расчетам максимально серьезно, следует заказать их у специалистов, по результатам подбирается котел и рассчитываются все параметры.
Самому рассчитать теплопотери не очень сложно, но требуется учитывать множество данных о доме и его составляющих, их состоянии. Более легким способом является применение специального прибора для определения тепловых утечек – тепловизора. На экране небольшого прибора отображаются не расчетные, а фактические потори. Он наглядно показывает места утечек, и можно принять меры для их устранения.
А может, никакие расчеты не нужны, просто взять мощный котел и дом теплом обеспечен. Не все так просто. В доме действительно будет тепло, комфортно, пока не придет пора кое о чем задуматься. У соседа такой же дом, в доме тепло, а за газ он платит намного меньше. Почему? Он рассчитал необходимую производительность котла, она у него на треть меньше. Приходит понимание – совершена ошибка: покупать котел без расчета мощности не следует. Потрачены лишние деньги, часть топлива расходуется впустую и, что кажется странным, недогруженный агрегат быстрее изнашивается.
Система отопления
Котел с недостаточной мощностью не обогреет дом, будет постоянно работать с перегрузкой, что приведет к преждевременному выходу из строя. Да и топливо он будет не просто потреблять, а жрать, и все равно хорошего тепла в доме не будет. Выход один – установить другой котел. Деньги ушли на ветер – покупка нового котла, демонтаж старого, установка другого – все не бесплатно. А если учесть еще моральные страдания из-за совершеной ошибки, возможно, отопительный сезон, пережитый в холодном доме? Вывод однозначный – покупать котел без предварительных расчетов нельзя.
Напольный или настенный?
Ошибка №17
Однозначного ответа что лучше, здесь не существует.
На просторах нашей страны до сих пор считается, что напольный в “одни ворота” выигрывает у настенного.
При этом в Европе их давно признали низкоэнергоэффективными устройствами и практически запретили во всех жилых домах.
То ли еще будет
Но вернемся в родные пенаты. Вот на что вы должны ориентироваться в первую очередь.
хорошие напольные котлы очень дорогие
При этом дешевый напольный котел будет проигрывать в производительности качественному настенному.
они более надежны и долговечны (особенно чугунные)
у них простая автоматика + есть энергонезависимые модели
напольные берут для реально больших домов
Настенные покупают:
в первую очередь для экономии пространства в доме и только затем для экономии семейного бюджета
из-за умной электроники
Один раз грамотно все настроил и неделями не подходишь к прибору.
Почему не стоит подбирать котел со слишком большим запасом мощности
С недостатком теплопроизводительности все предельно понятно: система отопления попросту не обеспечит желаемый уровень температуры даже при беспрерывной работе. Однако, как мы уже упоминали, серьезной проблемой может стать и переизбыток мощности, последствиями которого являются:
- более низкий КПД и повышенный расход топлива, особенно на одно- и двухступенчатых горелках, не способных плавно модулировать производительность;
- частое тактование (вкл/выкл) котла, что нарушает нормальную работу и снижает ресурс горелки;
- попросту более высокая стоимость котлоагрегата, учитывая, что производительность, за которую была произведена повышенная плата, использоваться не будет;
- часто больший вес и большие габариты.
Когда чрезмерная теплопроизвоительность все же уместна
Единственной причиной выбрать версию котла гораздо большей мощности, чем нужно, как мы уже упоминали, является использование его в связке с буферной емкостью. Буферная емкость (также теплоаккумулятор) – это накопительный бак определенного объема наполненный теплоносителем, назначение которого – накапливать излишки тепловой мощности и в дальнейшем более рационально распределять их в целях отопления дома или обеспечения горячего водоснабжения (ГВС).
Например, теплоаккумулятор – отличное решение, если недостаточно производительности контура ГВС или при цикличности твердотопливного котла, когда топливо сгорая отдает максимум тепла, а после прогорания система быстро остывает. Также теплоаккумулятор часто используется в связке с электрокотлом, который нагревает емкость в период действия сниженного ночного тарифа на электроэнергию, а днем накопленное тепло распределяется по системе, еще долго поддерживая желаемую температуру без участия котла.
ИнструкцииКотлы
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.
Как рассчитать мощность котла: два метода
Чтобы обеспечить комфортную температуру на протяжении всей зимы котел отопления должен выдавать такое количество тепловой энергии, которое необходимо для восполнения всех потерь тепла здания/помещения. Плюс к этому необходимо иметь еще и небольшой запас мощности на случай аномальных холодов или расширения площадей. О том, как рассчитать требуемую мощность и поговорим в этой статье.
Для определения производительности отопительного оборудования нужно в первую очередь определить потери тепла здания/помещения. Такой расчет называется теплотехническим. Это один из самых сложных расчетов в отрасли, так как требуется учесть много составляющих.
Для определения мощности котла необходимо учесть все потери тепла
Безусловно, на величину теплопотерь, влияют материалы, которые использовались при возведении дома. Потому учитываются стройматериалы, из которых изготовлен фундамент, стены, пол, потолок, перекрытия, чердак, кровля, оконные и дверные проемы
Принимается во внимание тип разводки системы и наличие теплых полов. В некоторых случаях считают даже наличие бытовой техники, которая во время работы выделяет тепло
Но совсем не всегда требуется такая точность. Есть методики, которые позволяют быстро прикинуть требуемую производительность отопительного котла, не погружаясь в дебри теплотехники.
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
Стоит ли покупать слишком мощный котел?
Точные вычисления могут показаться излишними, особенно потому, что конечный результат всё равно округляется в большую сторону.
Поэтому некоторые домовладельцы просто решают приобрести котёл помощнее «на всякий случай», а ответственность за то, чтобы температура в доме не зашкаливала, возлагается на автоматические системы регулирования в котле.
Однако, есть основания не следовать такой логике!
К чему может привести избыточная мощность котла:
- Вы переплачиваете за оборудование при покупке, ведь более мощный котёл стоит дороже.
- В дымоходах быстрее образовывается конденсат.
- Котёл работает не эффективно, быстрее изнашиваются узлы системы.
Ну, и просто-напросто автоматика может давать сбой и выходить из строя.
Бывает, что для небольшого здания с хорошей теплоизоляцией высчитанная мощность котла может быть совсем небольшой. Если владелец не найдёт в продаже подходящего котла — это единственный оправданный повод взять прибор большей мощности.
Расчет потребности газа, исходя из мощности котла
Формула расчёта расхода газа, в зависимости от мощности используемого котла, принимает во внимание КПД отопительного оборудования. У стандартных моделей классического отопительных теплогенераторов, коэффициент полезного действия составит 92%, у конденсационных до 108%. На практике, это означает, что 1 м³ газа, равен 10 кВт тепловой энергии, при условии 100% теплоотдачи
Соответственно, при КПД 92%, затраты топлива составят 1,12 м³, а при 108% не более 0,92 м³
На практике, это означает, что 1 м³ газа, равен 10 кВт тепловой энергии, при условии 100% теплоотдачи. Соответственно, при КПД 92%, затраты топлива составят 1,12 м³, а при 108% не более 0,92 м³.
Методика расчета объема потребленного газа учитывает производительность агрегата. Так, 10 кВт прибор отопления, в течение часа, спалит 1,12 м³ топлива, 40 кВт агрегат, 4,48 м³. Данную зависимость потребления газа от мощности котельного оборудования, учитывают при сложных теплотехнических расчетах.
Чтобы полностью подсчитать приблизительные материальные затраты на отопление, потребуется рассчитать потребление электроэнергии в энергозависимых котлах отопления. На данный момент, котельное оборудование, работающее на магистральном газе, являются наиболее экономичным способом обогрева.
Для отапливаемых зданий большой площади, вычисления осуществляют исключительно после проведения аудита на предмет теплопотерь здания. В остальных случаях, при вычислениях пользуются специальными формулами или онлайн сервисами.
Расчет мощности
В настоящее время проект на электроснабжение здания ни у кого не вызывает вопросов. Это считается как нечто само собой разумеющееся.
Ошибка №1
При этом тот же самый проект на отопление заказывают далеко не все.
Отсюда и вытекают проблемы сначала с правильным подбором мощности газового котла, а потом с его эксплуатацией.
Ошибка №2
Нельзя подбирать мощность на основании каких-то усредненных параметров.
Самый популярный способ из них – разделить общую площадь дома на 10м2. В итоге якобы и получается расчетная величина.
При этом никак не учитываются толщина и материал стен, габариты, количество и вид окон, дверей, наличие чердака и т.п.
Если вы хотите усредненно без проекта узнать мощность, воспользуйтесь хотя бы онлайн калькуляторами. Выбирать стоит те из них, которые требуют внести максимальное количество параметров.
Например, вот этот – ТЫЦ.
Но все же для комфортной и спокойной жизни изначально заложите в свои расходы отдельную сумму на проект теплоснабжения. В нем же должна быть разработана схема всего отопления и просчитаны теплопотери дома.
Варианты расчета
При расчете тепловой мощности газового котла применяются такие способы,как:
- приближенная оценка «1 квт на 10м 2»,
- расчет на онлайн-калькуляторе,
- теоретический тепловой расчет,
- точный теплотехнический расчет с учетом измерений пирометром или телевизором.
Наиболее распространены следующие варианты расчета:
котла с одним контуром
Используется для типового дома стандартной конструкции с обычной термоизоляцией и стеклопакетами.
Применяется метод приближенной оценки по формуле «1 квт на 10м 2» с учетом региональных поправок на климатическую зону и запаса в 15-25 % на случай аномальных морозов или очень сильного ветра.
Если дом построен по уникальному проекту, например, имеет зимний сад, большую площадь остекления, второй свет и высокие потолки, то придется рассчитывать суммарные теплопотери онлайн-калькулятором или специальным программным обеспечением.
При этом учитываются перепад температур между улицей и внутренними помещениями, коэффициент рассеивания тепла и ряд других параметров.
котла с двумя контурами
Расчет мощности газового котла для дома, оснащенного контуром проточного водонагревателя, проводится точно так же, как и по предыдущему варианту, но добавляется коэффициент 1,2- 1, 4 в зависимости от оценочного расхода горячей воды. Он базируется на числе точек водоразбора и их типе. Максимальное потребление у душевой кабины и ванны, минимальное- у раковины для мыться рук и лица.
модели с бойлером
В этом случае у котла также есть второй контур, но он подключен не к водопроводу напрямую, а к накопительному водонагревателю, или бойлеру. Он эффективен при разовых больших расходах горячей воды, например, на принятие ванны.
Объем бойлера определяют из среднесуточного расхода горячей воды
- набор ванны— 8–9 л/мин,
- душевая кабина — 9 л/мин,
- раковина в ванной — 4 л/мин,
- кухонная мойка — 4 л/мин.
Мощность, необходимая для нагрева полученного количества воды, указана в паспорте бойлера выбранного объема. Ее добавляют к значению, рассчитанному для отопительного контура.
Лучшие настенные конвекционные газовые котлы
Настенные конвекционные модели газовых котлов компактны. Именно это подкупает тех, кто вынужден оборудовать отоплением небольшие помещения или попросту не имеет места для устройства. Так, газовые настенные котлы можно устанавливать даже в нежилом помещении квартиры. Осталось понять, какой из них выбрать.
BAXI ECO-4s 24F 24 кВт
9.4
Рейтинг На основе отзывов покупателей
Дизайн
8.5
Качество
10
Цена
10
Надежность
9.5
Отзывы
9
Настенный конвекционный газовый котел BAXI ECO-4s 24F 24 кВт собирается в Италии по европейским стандартам, поэтому в качестве используемых деталей и материалов не приходится сомневаться. Он может обеспечивать теплом помещения с площадью до 190 квадратных метров, так что монтировать модель можно как в квартире, так и в частном доме. Температура нагрева воды — от 35 до 60 градусов по шкале Цельсия, что является оптимальным показателем. Обеспечивается это медным теплообменником, который работает в паре со вспомогательным, выполненным из стойкой к коррозии хромоникелевой стали. Использование газового котла заметно облегчает LED-экран. Но есть ли у него хоть несколько минусов? Да.
ПЛЮСЫ:
- функция нагрева воды и отопления;
- имеет многоуровневую систему защиты;
- КПД аппарата составляет 92,9%;
- есть встроенный циркуляционный насос.
МИНУСЫ:
- вес в 30 килограмм усложняет процесс установки газового котла;
- модель довольна старая, поэтому встречается не во всех оффлайн-магазинах.
Viessmann Vitopend 100-W A1HB001 24 кВт
9.2
Рейтинг На основе отзывов покупателей
Дизайн
9
Качество
9.5
Цена
9.5
Надежность
9
Отзывы
9
Viessmann Vitopend 100-W A1HB001 24 кВт — это отличный настенный газовый котел одноконтурного типа. Он хорошо справляется с обогревом площадей до 192 квадратов, причем уровень потребления энергии у него относительно небольшой. При использовании в домашних условиях котел можно подключать к обычной розетке: для работы ей хватает всего 220 Вт. При этом температура отопления колеблется между 40 и 80 градусами по Цельсию, что достаточно много. Так что устройство подойдет для любой климатической зоны. Стоит отметить, что у него есть летний режим работы и встроенный циркуляционный насос. Поэтому уместно говорить, что Vitopend 100-W A1HB001 24 кВт справляется с любыми стандартными пользовательскими задачами.
ПЛЮСЫ:
- многоступенчатая система защиты от возгорания;
- емкость расширительного бака в шесть литров;
- закрытая камера сгорания;
- использования долговечных композитных материалов.
МИНУСЫ:
- масса в 31 килограмм делает настенный монтаж в одиночку почти невозможным;
- максимальное давление в котле составляет три бара.
Vaillant turboFIT VUW 242/5-2 23.7 кВт
9.0
Рейтинг На основе отзывов покупателей
Дизайн
9
Качество
9
Цена
9.5
Надежность
9
Отзывы
8.5
Настенный газовый котел двухконтурного типа Vaillant turboFIT VUW 242/5-2 имеет мощность в 23,7 кВт, которую можно регулировать с помощью моделирующей горелки. Он имеет четкую систему удаления продуктов горения, работа которой обеспечивается благодаря автоматизированному алгоритму дымовыведения. Именно поэтому газовый котел, согласно технике безопасности, разрешается устанавливать в жилой зоне. Данная отопительная техника оснащена системой от замерзания, электронным зажиганием, вентилем для заполнения и долговечным медным теплообменником. Несмотря на все достоинства комплектации, модель стоит не так уж дорого. Поэтому ее можно назвать оптимальной для небольших городских помещений.
ПЛЮСЫ:
- обеспечивает отопление и нагрев воды в проточном режиме;
- закрытый расширенный бак на семь литров;
- примерный КПД составляет 93,5%;
- из-за хорошего уровня безопасности можно ставить газовый котел в жилых помещениях.
МИНУСЫ:
- пластинчатый теплообменник ГВС, согласно отзывам, склонен к поломкам;
- работает достаточно громко.
Типы котлов
При выборе котла нужно учитывать, на каком виде отопителя он работает.
Твердотопливные котлы
Котлы имеют следующие достоинства:
- экономичность;
- автономность;
- простота конструкции и управления.
- необходимо заготавливать и хранить топливо;
- необходима периодическая загрузка топлива и чистка от продуктов сгорания;
- колебания суточной температуры в пределах 5ºС.
Система является далеко не самой лучшей, но при отсутствии других источников топлива — это единственно возможный вариант.
Недостатки можно уменьшить с помощью термобаллона или водных аккумуляторов. Термобаллон регулирует подачу воздуха в топку, увеличивая тем самым продолжительность сгорания топлива. За счет этого увеличивается экономичность и сокращается количество заправок. Теплоаккумуляторы предназначены для увеличения инерционности системы отопления. В контур отопления врезается теплоизолированная снаружи емкость. Установка термостатического клапана, установленного на входе регистров, ограничивает подачу холодной воды из теплоаккумулятора на его входе.
За счет этого теплоноситель быстро нагревается, а потом уже начинает нагреваться аккумулятор тепла. Отдача тепла в систему отопления происходит намного дольше. Таким образом уменьшаются колебания температуры в доме.
Встроенные в аккумулятор тепла ТЭНы с автоматическим управлением позволяют включать его на электроподогрев в ночное время, когда стоимость электроэнергии минимальная. Фактически теплоаккумулятор выполняет функцию электрического котла.КПД твердотопливного котла составляет 71-79 %. Создание пиролизных котлов позволяет поднять его до 85%. Необходимо всем знать что данный тип котлов работает только на дровах.
Газовые котлы
Применение газового котла является лучшим вариантом для отопления дома. Он прост и безопасен в эксплуатации, имеет дешевое топливо, которое не требуется складировать и загружать.
Для него необходим дымоход. Котельная требуется только для котлов с открытой камерой сгорания. КПД газовых котлов составляет 89-91 %, но бывают котлы еще более эффективные. Поэтому этот показатель приводят в характеристике каждой модели.
Электрические котлы
Электрический котел является самым экологичным источником тепла. Он может применяться для подогрева горячей воды через бойлер или как резервный источник.
Для частных домов продают модели, мощность которых достигает 20 кВт. Большую мощность котла могут не потянуть счетчики электроэнергии, которые электрослужба устанавливает на входе. Несмотря на высокую стоимость электроэнергии у электрических котлов самый высокий КПД, составляющий 99 %. Ступенчатая регулировка мощности обеспечивает их более экономичную работу.
Заключение
Если рассчитать мощность отопительного котла приведенными выше простыми способами, то можно выбрать необходимый агрегат для отопления дома. Вариант расчета через теплопотери ограждающих конструкций дает возможность более точно определить необходимую мощность котла.
Если дом обеспечить достаточным утеплением, то котел понадобится с меньшей мощностью, а расходы на обогрев помещений значительно уменьшатся из-за снижения теплопотерь.
Открытая или закрытая камера сгорания?
Открытые еще называют атмосферниками (с полноценным дымоходом), а закрытые – турбированными (с вентилятором, принудительно выгоняющим продукты сгорания на улицу через коаксиальный дымоход в стене).
Ошибка №15
У настоящего котла обязательно должен быть полноценный дымоход и отдельное помещение (котельная), все остальное — это компромиссы для нищих.
Да, действительно, настенные турбированные устройства придумали для экономии. Атмосферные котлы более дорогие, но менее привередливые.
Вам придется вложиться в дымоход, предусмотреть отдельное помещение с соответствующей высотой потолков, куботурой, вентиляцией, освещением, сигнализаторами газовой безопасности. А еще не забывайте про повышенный расход газа.
Ошибка №16
Поэтому сравнивать только разницу в цене самих устройств (открытая-закрытая камера) нельзя.
Если в вашем регионе газ относительно недорогой и бюджет позволяет потратиться на все требования безопасной эксплуатации + оплачивать последующие квитанции от газового монополиста, то ваш выбор – атмосферный отопительный прибор.
Он по праву считается более надежным. Для подавляющего большинства жителей не только нашей страны, но и Европы, самый оптимальный вариант – это турбированный настенный газовый котел.
Его спокойно можно запихнуть хоть в шкафчик на кухне или незаметно спрятать где-нибудь под лестницей.
Расчет котла по объему
Чтобы рассчитать мощность, применяют такую формулу:
где V является объемом дома,
К – коэффициент, показывающий потери тепла в зависимости от теплоизоляции. Имеет следующие значения:
- 0,6-0,9 – для домов, в которых конструкция является улучшенной, стены кирпичные и покрыты двойной теплоизоляцией, окна имеют двойной стеклопакет и относительно небольшую площадь, крыша сделана из теплоизоляционного материала;
- 1-1,9 – для домов, которые характеризуются двойной кирпичной кладкой, небольшим количеством окон и крышей, имеющей обычную кровлю;
- 2-2,9 – для зданий с небольшой теплоизоляцией, то есть тепло задерживают окна и крыша с упрощенной конструкцией, стены с толщиной, равной длине 1 кирпича;
- 3-4 – для деревянных конструкций или зданий, стены которых представляют собой гофрированный металлический лист.
Что такое мощность электрокотла
Под мощностью электрокотла понимают такую величину, которая включает в себя сразу несколько показателей: площадь помещения, климатическая мощность и коэффициент теплопотерь. Из всех этих величин складываются общие расчеты. Конечная цифра будет показывать то, с какими характеристиками необходимо приобрести котел.
Само оборудование состоит из следующих элементов:
- теплоноситель;
- резервуар с теплообменником;
- ТЭН.
Изначально жидкость, поступающая из труб, прокачивается через резервуар и попадает в устройство водонагрева. Водонагреватель регулирует температуру самостоятельно и прекращает работу в необходимый момент, когда вода уже полностью нагрелась. На скорость этого процесса и влияет мощность котла.
Этот показатель зависит от того, как быстро охлаждается теплоноситель. При этом нужно учитывать ту энергию, которая затрачивается на обогрев предметов в помещении, поскольку к ним переходит значительная часть тепла.
Общие расчеты производятся по следующей формуле:
Sд * Kз * 1,25
Sд – площадь отапливаемого помещения;
Kз – климатическая мощность;
1,25 – степень теплопотерь.
