Вычисление производительности для двухконтурного котла
Вышеприведенные расчеты производились для прибора, обеспечивающего лишь отопление. Когда нужно сделать расчет мощности газового котла для дома, который одновременно будет греть воду для бытовых нужд, его производительность требуется увеличить. Это также касается агрегатов, работающих на других видах топлива.
Определяя мощность отопительного котла с возможностью нагрева воды, следует заложить запас в размере 20-25%, применив коэффициент 1,2-1,25.
Например, нужно произвести корректировку на ГВС. Ранее вычисленный результат в 27 кВт умножают на 1,2 и получают 32,4 кВт. Разница получается немаленькой.
Расчет мощности котла отопления по площади
Для приблизительной оценки требуемой производительности теплового агрегата достаточно площади помещений. В самом простом варианте для средней полосы России считают, что 1кВт мощности может обогреть 10м 2 площади. Если у вас дом площадью 160м2, мощность котла для его обогрева — 16кВт.
Эти расчеты приблизительны, ведь не учитывается ни высота потолков, ни климат. Для этого существуют выведенные опытным путем коэффициенты, при помощи которых вносятся соответствующие корректировки.
Указанная норма — 1кВт на 10м 2 подходит для потолков 2,5-2,7м. Если у вас потолки в помещении выше, нужно вычислять коэффициенты и пересчитывать. Для этого высоту ваших помещений делим на стандартную 2,7м и получаем поправочный коэффициент.
Расчет мощности котла отопления по площади — самый простой способ
Например, высота потолков 3,2м. Считаем коэффициент: 3,2м/2,7м=1,18 округляем, получаем 1,2. Выходит, что для обогрева помещения 160м 2 с высотой потолков 3,2м требуется отопительный котел мощностью 16кВт*1,2=19,2кВт. Округляют обычно в большую сторону, так что 20кВт.
Чтобы учесть климатические особенности есть уже готовые коэффициенты. Для России они такие:
- 1,5-2,0 для северных регионов;
- 1,2-1,5 для подмосковных регионов;
- 1,0-1,2 для средней полосы;
- 0,7-0,9 для южных регионов.
Если дом находится в средней полосе, чуть южнее Москвы, применяют коэффициент 1,2 (20кВт*1,2=24кВт), если на юге России в Краснодарском крае, например, коэффициент 0,8, то есть мощность требуется меньше (20кВт*0,8=16кВт).
Расчет отопления и подбор котла — важный этап. Неправильно найдете мощность и можете получить такой результат…
Это основные факторы, которые учитывать необходимо. Но найденные значения справедливы, если котел будет работать только на отопление. Если требуется еще и греть воду, нужно добавить 20-25% от рассчитанной цифры. Потом требуется добавить «запас» на пиковые зимние температуры. Это еще 10%. Итого получаем:
- Для отопления дома и ГВС в средней полосе 24кВт+20%=28,8кВт. Потом запас на холода — 28,8кВт+10%=31,68кВт. Округляем и получаем 32кВт. Если сравнивать с первоначальной цифрой в 16кВт, разница получается в два раза.
- Дом в Краснодарском крае. Добавляем мощность для нагрева горячей воды: 16кВт+20%=19,2кВт. Теперь «запас» на холода 19,2+10%=21,12кВт. Округляем: 22кВт. Разница не столь разительная, но тоже достаточно приличная.
Из примеров видно, что учитывать хотя-бы эти значения нужно обязательно. Но очевидно, что в расчете мощности котла для дома и квартиры, разница быть должна. Можно пойти тем же путем и использовать коэффициенты для каждого фактора. Но есть более простой способ, который позволяет внести коррекции за один раз.
При расчете котла отопления для дома применяется коэффициент 1,5. Он учитывает наличие теплопотерь через кровлю, пол, фундамент. Справедлив при средней (нормальной) степени утепления стен — кладка в два кирпича или аналогичные по характеристикам стройматериалы.
Для квартир применяются другие коэффициенты. Если сверху находится отапливаемое помещение (другая квартира) коэффициент 0,7, если отапливаемый чердак — 0,9, если неотапливаемый чердак — 1,0. Нужно найденную по описанной выше методике мощность котла умножить на один из этих коэффициентов и получите достаточно достоверное значение.
Чтобы продемонстрировать ход вычислений, произведем расчет мощности газового котла отопления для квартиры 65м 2 с потолками 3м, которая расположена в средней полосе России.
- Определяем требуемую мощность по площади: 65м 2 /10м 2 =6,5кВт.
- Вносим поправку на регион: 6,5кВт*1,2=7,8кВт.
- Котел будет греть воду, потому добавляем 25% (любим погорячее) 7,8кВт*1,25=9,75кВт.
- Добавляем 10% на холода: 7,95кВт*1,1=10,725кВт.
Теперь результат округляем и получаем: 11Квт.
Указанный алгоритм справедлив для подбора отопительных котлов на любом виде топлива. Расчет мощности электрического котла отопления ничем не будет отличаться от расчета котла твердотопливного, газового или на жидком топливе. Основное — производительность и эффективность котла, а теплопотери от типа котла не изменяются. Весь вопрос в том, как потратить меньше энергоносителей. А это уже область утепления.
Расчет мощности котла по площади
Это самый простой способ подобрать котел отопления по мощности. При анализе многих готовых расчетов была выведена средняя цифра: на отопление 10 квадратных метров площади требуется 1 кВт тепла. Эта закономерность справедлива для помещений с высотой потолка в 2,5-2,7 м и средним утеплением. Если ваш дом или квартира подходят под эти параметры, зная площадь вашего дома, вы легко определяете приблизительную производительность котла.
Тепло из дома утекает в разных направлениях
Чтобы было понятнее, приведем пример расчета мощности котла отопления по площади. Имеется одноэтажный дом 12*14 м. Находим его площадь. Для этого умножаем его длину и ширину: 12 м * 14 м = 168 кв.м. По методике, делим площадь на 10 и получаем требуемое количество киловатт: 168 / 10 = 16,8 кВт. Для удобства использования цифру можно округлить: требуемая мощность котла отопления 17 кВт.
Учет высоты потолков
Но в частных домах потолки могут быть выше. Если разница составляет всего 10-15 см, ее можно не учитывать, но если высота потолков более чем 2,9 м, придется делать перерасчет. Для этого находит поправочный коэффициент (поделив фактическую высоту на стандартную 2,6 м) и на него умножают найденную цифру.
Пример поправки на высоту потолков. В здании высота потолков — 3,2 метра. Требуется пересчитать мощность котла отопления для данных условий (параметры дома те же, что в первом примере):
- Высчитываем коэффициент. 3,2 м / 2,6 м = 1,23.
- Корректируем результат: 17 кВт * 1,23 = 20,91 кВт.
- Округляем, получаем 21 кВт потребуется для обогрева.
Выбирая котел по мощности не стоит забывать, что с увеличением мощности увеличиваются и размеры агрегата
Как видите, разница вполне приличная. Если ее не учесть, нет гарантии, что в доме будет тепло даже при средних зимних температурах, а уж о сильных морозах и говорить не приходится.
Учет региона проживания
Что еще стоит учесть, так это местоположение. Ведь понятно, что на юге требуется намного меньше тепла, чем в Средней Полосе, а для тех, кто живет на севере «подмосковной» мощности явно будет недостаточною. Для учета региона проживания тоже есть коэффициенты. Даны они с некоторым диапазоном, так как в рамках одной зоны климат все-таки сильно меняется. Если дом находится ближе к южной границе, применяют меньший коэффициент, ближе к северной — больший. Стоит учитывать также и наличие/отсутствие сильных ветров и выбирать коэффициент с их учетом.
- Средняя полоса России берется за эталон. Тут коэффициент 1-1,1 (ближе к северной границе региона все-таки стоит мощность котла увеличить).
- Для Москвы и Подмосковья полученный результат требуется умножить на 1,2 — 1,5.
- Для северных регионов при расчете мощности котла по площади, найденную цифру умножают на 1,5-2,0.
- Для южной части региона коэффициенты понижающие: 0,7-0,9.
Учитывать регион проживания тоже обязательно
Пример корректировки по зонам. Пусть дом, для которого делаем расчет мощности котла, находится на севере Подмосковья. Тогда найденная цифра 21 кВт умножается на 1,5. Итого получаем: 21 кВт * 1,5 = 31,5 кВт.
Как видите, если сравнивать с первоначальной цифрой, полученной при расчете по площади (17 кВт), полученная в результате использования всего двух коэффициентов, значительно отличается. Почти в два раза. Так что эти параметры необходимо учитывать.
Мощность двухконтурного котла
Выше шла речь о расчете мощности котла, который работает только на отопление. Если вы планируете еще и воду греть, необходимо производительность еще увеличить. В расчет мощности котла с возможностью подогрева воды для бытовых нужд закладывают 20-25% запаса (умножить надо на 1,2-1,25).
Чтобы не пришлось покупать очень мощный котел, надо дом максимально утеплить
Пример: корректируем под возможность ГВС. Найденную цифру 31,5 кВт умножаем на 1,2 и получаем 37,8 кВт. Разница солидная
Обратите внимание, что запас на подогрев воды берется уже после учета в расчетах местоположения — температура воды от местоположения тоже зависит
Какие факторы учитывают в расчетах
Наибольшее влияние на искомую величину оказывают следующие факторы:
- обогреваемая площадь помещения;
- климатические особенности территории;
- материал здания, его толщина и качество теплоизоляции;
- система вентиляции.
Перед тем как рассчитать мощность электрического котла отопления, требуется определить тепловую модель дома и ее исходные параметры.
Высота потолков
Действующие СНиП регламентируют параметры промышленных и жилых строений. Высота потолков может варьироваться от 1,8 м до 3 м внутри 1 здания, а для бытовых помещений — принимать значения 2,4, 2,5 и 2,7 м. Для технических этажей и комнат этот показатель может быть меньше — в диапазоне 1,8-2,2 м. В общественных местах потолки не должны быть ниже 3 м в соответствии со СНиП 2.08.01-89.
Расчет мощности котла по объему
Внутри строения высота помещений может быть одинаковой и не превышать 2,7 м. Рассчитать мощность электрокотла в этом случае удобнее исходя из площади дома. При потолках, расположенных на разных уровнях, вычисления по объему здания завершатся быстрее.
В обоих случаях используются следующие коэффициенты тепловых потерь:
- От 0,6 до 0,9 — для зданий из кирпича с хорошим утеплением крыши и стен. Все окна изготовлены из 2-камерного пластикового профиля.
- От 1 до 1,9 — для двойной кладки перегородок. Здания строят без утепленной крыши и с деревянными окнами.
- От 2 до 2,9 — для стен в 1 кирпич (или тоньше).
- От 3 до 4 — для деревянных или металлических теплоизолированных перегородок.
В расчетах используется формула: P = V*K*T/860, где обозначены:
- V — объем помещений дома;
- K — поправка на расход тепла;
- T — разность показателей внутри и вне здания.
По формуле Т = Тв — Тс определяется разница между внутренней и наружной температурой (самой низкой в году).
Полученное значение мощности соответствует самой холодной погоде, наблюдаемой в данной местности. Упрощенный порядок расчетов не учитывает дополнительную энергию, поступающую в здание от контура ГВС, нагрева солнцем стен и крыши строения. Согласно нормативам СНиП, для поддержания температуры 1 куб. м воздуха в частном или панельном доме расходуется 41 Вт.
Отапливаемые площадь и объем помещений
Перенос тепла внутри здания осуществляется путем конвекции. Горячая вода отдает энергию радиаторам, от которых нагревается воздух в помещении. Согласно законам физики, теплые массы поднимаются, а холодные идут вниз. За счет этого происходит перенос энергии. Высота комнат влияет на скорость и характер движения воздуха. По такому же принципу работают обогреватели «Вулкан».
Для потолков не выше 2,7 м удобнее вести расчет по площади, а при большей высоте помещений быстрее считать по объему.
Учет климата проживания
Затраты энергии прямо связаны с температурой на улице, поэтому необходимо учитывать особенности региона в зимний период.
К стандартной величине удельной потери тепла, 100 Вт/кв.м, добавляется климатический коэффициент:
- 0,8 — юг России;
- 1,2 — средняя полоса;
- 1,5 — Подмосковье;
- 1,8 — Западная Сибирь и Дальний Восток;
- 2,0 — Якутия, Чукотка.
Теплопотери помещения
В отопительный сезон необходимо поддерживать заданную температуру в здании. Большая часть энергии уходит сквозь стены и крышу в атмосферу, также передается через подвал и фундамент в грунт. Полностью устранить потери нельзя, но возможно сократить их.
Степень теплоизоляции дома
Конструкция зданий может потребовать внесения дополнительной поправки в пределах 1,15-1,20. Найденное в ходе вычислений значение прямо зависит от качества теплоизоляции строения.
Как рассчитать мощность котла
Отопительный котел – прекрасное средство для поддержания необходимой температуры в помещении в зимний период. Перед тем как купить оборудование, следует просчитать необходимую мощность, т.к. устройство с недостаточной мощностью не справится с обогревом помещения. Использование котла с мощность, значительно превышающей необходимую, также не оправдано, т.к. несет дополнительные затраты, даже если аппарат оснащен автоматической системой, регулирующей расход топлива.
1
Самый простой способ расчета мощности котла – по площади отапливаемого помещения. Применим он к типовым зданиям, где высота потолка не превышает 3 м. Мощность котла равна произведению удельной мощности котла, которая приходится на 10 кв.м., и площади помещения, разделенной на 10. Однако такие расчеты нельзя применять в каждом случае, т.к. не учитывают теплопотери ограждающих конструкций (окна, стены, двери).
2
Возможные проблемы при неправильном выборе мощности отопительного котла: снижение КПД котла, сбои в работе автоматического оборудования, ускоренный износ комплектующих и др. В результате срок эксплуатации котла значительно уменьшается. Параметры, которые используются для правильных расчетов необходимой мощности котла:
- климатические особенности региона;
- строительные технологии, примененные в строительстве здания (основной материал, утеплители и др.);
- размеры помещения (высота полков, площадь);
- наличие принудительной вентиляции и др.
3
Множество зданий построены по индивидуальным проектам, поэтому применение формулы вычисления мощности котла только по площади помещения не оправдано. В таком случае применяется формула с учетом прогнозируемых потерь тепла. Итак, мощность котла равна произведению предполагаемых потерь тепла и коэффициента запаса, который варьируется в пределах 15-20%. Коэффициент запаса учитывается на случай аномально низкой для региона температуры или снижения давления газа.
4
Формула расчета возможных теплопотерь здания имеет следующий вид: ТП=ОП×РТ×КР×1кВт/860кКал, где ТП – потери тепла, ОП – объем помещения в м³, РТ – разница температур (внутрикомнатная и внешняя) в °С, КР – коэффициент рассеивания, на который влияет теплоизоляция здания, а значение «1кВт/860кКал» используется для обозначения тепловой энергии. Коэффициент рассеивания определяется типом здания:
- простая конструкция из дерева без теплоизоляции – 3-4;
- здание с кладкой в один кирпич и простыми окнами и крышей (с низкой теплоизоляцией) – 2-2,9;
- здание со стенами в два кирпича и стандартной крышей, в котором мало окон (средняя теплоизоляция) – 1-1,9;
- здание с повышенной теплоизоляцией – 0,6-0,9.
Дополнительно мощность котла увеличивается на 25% (значение умножается на 1,25), если предусматривается его двухконтурное использование, т.е. подогрев воды для хозяйственных нужд.
Зачем обращаться к специалисту?
Мы выяснили, что покупать котёл от площади неправильно
Важно учитывать теплопотери здания. Например, дом в 300 м² может отопить котёл в 15кВт, если все поверхности капитально утеплили
А в дом 150 м² может потребоваться оборудование на 30кВт при тонких стенах и не утеплённой крыши и вентиляции.
На эту тему есть сотни нормативов и регламентов, есть десятки формул. Иногда одно противоречит другому, или нормативы изменяются и непрофессионалу сложно разобраться, актуальны ли эти требования. Можно это все посчитать, вооружившись стопкой справочников. Или обратиться к специалистам, которые сделают точный расчёт в программе и объяснят все тонкости. Помогут сэкономить деньги, время, смоделируют эффективную систему отопления дома.
Радиаторное отопление
Многие источники рекомендуют при подборе отопительного котла принимать значение удельной мощности, потребляемой системой радиаторного отопления, на уровне 100 Вт на кв. м отапливаемой площади. Однако, этот расчет является весьма приблизительным и пользующийся такими данными домовладелец может попасть впросак, купив котел с недостаточной или, наоборот, неоправданно завышенной мощностью. На самом деле удельная мощность отопительной системы довольно ощутимо варьируется с изменением общей площади дома.
Эти данные основаны не на теоретических расчетах, а на статистическом анализе теплопотерь в реально существующих постройках, поэтому их применение на практике вполне оправдано. Как видно из графика, максимальное значение удельной мощности отопительной системы – 127 Вт/кв. м – соответствует самой малой величине отапливаемой площади – 100 – 150 кв. м. Для более просторных домов, площадь которых составляет от 400 до 500 кв. м, величина удельной отопительной мощности падает до 80 – 85 Вт/кв. м.
Объяснить эту закономерность можно на очень простом примере. Представьте себе дом, состоящий только из одного квадратного помещения площадью 1 кв. м и высотой 1 м. Суммарная площадь ограждающих поверхностей этого дома, через которые происходят потери тепла, составит 6 кв. м. Увеличим площадь нашего сооружения до 4 кв. м, оставив его квадратным в плане. Площадь ограждающих поверхностей – стен, пола и потолка – при этом увеличится до 16 кв. м. Таким образом, при увеличении площади в 4 раза площадь ограждающих конструкций выросла только в 2,67 раза. Разумеется, приведенные в примере рассуждения, как и данные, отображенные на графике, справедливы только для строений с рациональным контуром.
Усредненные значения мощности, потребляемой системами отопления в домах с различной площадью, показаны в табл. 1.
Водяной подогрев пола является более выгодным, чем электрический. Особенно заметной эта разница становится при устройстве «теплого пола» площадью свыше 10 кв. м. По понятным причинам мощность теплоотдачи внутрипольного отопления ограничена, ее максимальное значение обычно не превышает 50 Вт/кв. м. Поэтому подогрев пола не может выступать альтернативой основному радиаторному отоплению, он служит только его дополнением. Запитывать «теплый пол» от системы отопления нельзя, поскольку в теплый сезон она отключается, в то время как внутрипольный обогрев может эксплуатироваться в течение всего года, например, в ванной.
Чаще всего системы «теплый пол» сочетаются с напольными покрытиями из керамогранита, керамической плитки и тому подобных материалов, которые принято укладывать на кухнях и в санузлах. Благодаря высокой теплопроводности они являются холодными на ощупь, поэтому необходимость их подогрева напрашивается сама собой. С другой стороны, та же высокая теплопроводность делает работу системы «теплый пол» максимально эффективной. Поскольку указанные помещения всегда обеспечиваются горячей водой в первую очередь, целесообразнее всего запитывать «теплый пол» от контура рециркуляции ГВС. Среднестатистические данные о потребляемой подогревом пола мощности приведены в табл.1.
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:
- На твердом топливе.
- Электрические.
- На жидком топливе.
- 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.
- Относительно низкая популярность.
- Потребность в дополнительном пространстве для того, чтобы хранить топливо.
- Доступность.
- Процедура эксплуатации проходит весьма экономично.
- 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
- 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.
- 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.
- Они компактны.
- Топливо для них – электричество – стоит дорого.
- Управлять ими крайне просто.
- При перебоях в сети возможны проблемы с их функционированием.
- 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.
- Такие котлы не являются экологически безопасными.
- Для них используется весьма дорогостоящий тип топлива.
- Эксплуатация таких котлов отличается простотой и удобством.
- Еще одна особенность – повышенная пожаробезопасность.
- 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.
- Эксплуатация таких котлов отличается простотой и удобством.
- Они экономичны.
- Они не требуют дополнительного места для того, чтобы хранить топливо.
- Стоимость самого топлива для них (газа) относительно невысокая.
- 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.
Расчет по площади отапливаемого помещения
Такой подход является наиболее простым в подборе котла отопления. Проанализировав множество проведенных расчетов, вывели средний показатель. Так, чтобы эффективно обогреть 10 м2 жилища, необходим 1 кВт тепла. Рассчитывать мощность котла по площади можно в помещениях с высотой стен в пределах 2,5-2,7 м и средней теплоизоляцией. Если жилище соответствует этим параметрам, то для приблизительного определения мощности котельного оборудования нужно знать общую площадь всех помещений.
Для простоты понимания лучше рассмотреть пример расчета котла по площади. Речь пойдет об одноэтажном доме 12х14 м. Чтобы найти его площадь, необходимо длину умножить на ширину:12 х 14 м = 168 м2. Для получения параметра необходимого для обогрева тепла, общую площадь делят на 10: 168/10 = 16,8 кВт. Обычно конечный результат расчета мощности газового котла отопления от площади для удобства округляют в большую сторону – 17 кВт.
Расчет мощности котла отопления по площади
Для приблизительной оценки требуемой производительности теплового агрегата достаточно площади помещений. В самом простом варианте для средней полосы России считают, что 1кВт мощности может обогреть 10м 2 площади. Если у вас дом площадью 160м2, мощность котла для его обогрева — 16кВт.
Эти расчеты приблизительны, ведь не учитывается ни высота потолков, ни климат. Для этого существуют выведенные опытным путем коэффициенты, при помощи которых вносятся соответствующие корректировки.
Указанная норма — 1кВт на 10м 2 подходит для потолков 2,5-2,7м. Если у вас потолки в помещении выше, нужно вычислять коэффициенты и пересчитывать. Для этого высоту ваших помещений делим на стандартную 2,7м и получаем поправочный коэффициент.
Расчет мощности котла отопления по площади — самый простой способ
Например, высота потолков 3,2м. Считаем коэффициент: 3,2м/2,7м=1,18 округляем, получаем 1,2. Выходит, что для обогрева помещения 160м 2 с высотой потолков 3,2м требуется отопительный котел мощностью 16кВт*1,2=19,2кВт. Округляют обычно в большую сторону, так что 20кВт.
Чтобы учесть климатические особенности есть уже готовые коэффициенты. Для России они такие:
- 1,5-2,0 для северных регионов;
- 1,2-1,5 для подмосковных регионов;
- 1,0-1,2 для средней полосы;
- 0,7-0,9 для южных регионов.
Если дом находится в средней полосе, чуть южнее Москвы, применяют коэффициент 1,2 (20кВт*1,2=24кВт), если на юге России в Краснодарском крае, например, коэффициент 0,8, то есть мощность требуется меньше (20кВт*0,8=16кВт).
Расчет отопления и подбор котла — важный этап. Неправильно найдете мощность и можете получить такой результат…
Это основные факторы, которые учитывать необходимо. Но найденные значения справедливы, если котел будет работать только на отопление. Если требуется еще и греть воду, нужно добавить 20-25% от рассчитанной цифры. Потом требуется добавить «запас» на пиковые зимние температуры. Это еще 10%. Итого получаем:
- Для отопления дома и ГВС в средней полосе 24кВт+20%=28,8кВт. Потом запас на холода — 28,8кВт+10%=31,68кВт. Округляем и получаем 32кВт. Если сравнивать с первоначальной цифрой в 16кВт, разница получается в два раза.
- Дом в Краснодарском крае. Добавляем мощность для нагрева горячей воды: 16кВт+20%=19,2кВт. Теперь «запас» на холода 19,2+10%=21,12кВт. Округляем: 22кВт. Разница не столь разительная, но тоже достаточно приличная.
Из примеров видно, что учитывать хотя-бы эти значения нужно обязательно. Но очевидно, что в расчете мощности котла для дома и квартиры, разница быть должна. Можно пойти тем же путем и использовать коэффициенты для каждого фактора. Но есть более простой способ, который позволяет внести коррекции за один раз.
При расчете котла отопления для дома применяется коэффициент 1,5. Он учитывает наличие теплопотерь через кровлю, пол, фундамент. Справедлив при средней (нормальной) степени утепления стен — кладка в два кирпича или аналогичные по характеристикам стройматериалы.
Для квартир применяются другие коэффициенты. Если сверху находится отапливаемое помещение (другая квартира) коэффициент 0,7, если отапливаемый чердак — 0,9, если неотапливаемый чердак — 1,0. Нужно найденную по описанной выше методике мощность котла умножить на один из этих коэффициентов и получите достаточно достоверное значение.
Чтобы продемонстрировать ход вычислений, произведем расчет мощности газового котла отопления для квартиры 65м 2 с потолками 3м, которая расположена в средней полосе России.
- Определяем требуемую мощность по площади: 65м 2 /10м 2 =6,5кВт.
- Вносим поправку на регион: 6,5кВт*1,2=7,8кВт.
- Котел будет греть воду, потому добавляем 25% (любим погорячее) 7,8кВт*1,25=9,75кВт.
- Добавляем 10% на холода: 7,95кВт*1,1=10,725кВт.
Теперь результат округляем и получаем: 11Квт.
Указанный алгоритм справедлив для подбора отопительных котлов на любом виде топлива. Расчет мощности электрического котла отопления ничем не будет отличаться от расчета котла твердотопливного, газового или на жидком топливе. Основное — производительность и эффективность котла, а теплопотери от типа котла не изменяются. Весь вопрос в том, как потратить меньше энергоносителей. А это уже область утепления.
Устройство электрического котла с элементом нагрева
Простейшая электронагревательная система состоит из теплообменника с теплоносителем (вода или антифриз), внутрь которого помещены нагревательные элементы (трубчатые электронагреватели – ТЭН).
Схема устройства электрокотла.
Вот вся простейшая конструкция. А конструкция самого нагревательного элемента и того проще (см. изображение 1). Спираль с высоким электрическим сопротивлением помещена в тонкостенную металлическую трубку и изолирована от нее путем заполнения всего пространства изоляционным материалом (окисью магния). Концы спирали прикреплены к выводам, которые запрессованы в фарфоровые изоляторы. Вся эта конструкция герметична относительно теплоносителя, а изоляторы герметично выведены вне нагревательного бака.
Котлы небольшой мощности работают от однофазной сети 220 В. В котлах, мощность которых превышает 12 кВт, используют трехфазную электросеть 380 В и, следовательно, три нагревательных элемента. При питании от напряжения 220 В необходимо иметь трехжильный кабель (фаза, ноль и защитное заземление), при питании от трехфазной сети необходимо иметь пятижильный кабель (три фазы, рабочий ноль и заземление). Это простая схема котлов, использующих естественную циркуляцию теплоносителя. Для принудительной циркуляции предусматривают циркуляционный малошумящий насос.
Расчет мощности в зависимости от объема помещения
Формула расчета такова:
Q = VxΔTxK/850,
- где Q – количество тепла, определенное в кВт/ч4;
- V – объем помещения (единица измерения куб. м);
- ΔT является разницей между температурой снаружи и температурой в помещении;
- К – корректирующий коэффициент, учитывающий теплопотери;
- цифра 850 используется для того, чтобы перевести произведение вышеуказанных трех показателей в кВт/час.
К может иметь такие значения:
- 3-4 – для помещений, представляющих собой упрощенную деревянную конструкцию или здание, сделанное из профлиста.
- 2-2,9 – для зданий, имеющих небольшую теплоизоляцию. Конструкция таких домов является упрощенной, толщина стены равна длине 1 кирпича, окна и крыша имеют простое строение.
- 1-1,9 – для домов, конструкция которых является стандартной. Кирпичная кладка двойная, количество простых окон небольшое. Крыша имеет обычную кровлю.
- 0,6-0,9 – для домов с улучшенной конструкцией, двойной теплоизоляцией кирпичных стен, окнами с двойным стеклопакетом, толстой основой пола, крышей, сделанной из хорошего теплоизоляционного материала.
В качестве примера возьмём современный дом с площадью в 200 кв. м, высотой стен 3 м и первоклассной теплоизоляцией. Дом находится в зоне, где зимой температура не опускается ниже -25 °С. В таком случае ΔT = 20 – (-25) = 45 °С. Поэтому для отопления дома нужно создать Q = 200*3*45*0,9/850 = 28,58 кВт/ч. Цифру округлять не стоит, ведь она не является конечной и ее нужно повысить своими руками на количество тепла для ГВС. Если воду планируется нагревать другим образом, то полученный результат не корректируют, и часть расчета завершена.
