Расчет котла отопления для частного дома

 

Расчет отопления частного дома

Обустройство жилья отопительной системой – главная составляющая создания в доме комфортных температурных условий проживания в нем. В обвязку теплового контура входят много элементов, поэтому важно уделить внимание каждому из них. Не менее важно грамотно выполнить расчет отопления частного дома, от которого во многом зависит эффективность работы теплового блока, равно как и его экономичность. А как рассчитать систему отопления по всем правилам, вы узнаете из этой статьи.

1. Из чего складывается нагревательный узел?
2. Подбор нагревательного элемента
3. Определение мощности котла
4. Расчет количества и объема теплообменников
5. От чего зависит количество радиаторов
6. Формула и пример расчета
7. Трубопроводная отопительная система
8. Монтаж отопительных приборов

Из чего складывается нагревательный узел?

Многие из нас привыкли считать, что в отопительную систему входят только нагревательный котел и теплообменники, которые связаны между собой посредством трубопровода. Однако, в обвязку входят еще и другие элементы:

• насосная установка;
• приборы для управления и контроля работы установки;
• теплоноситель;
• расширительный бак (при необходимости).

Чтобы правильно выполнить расчёт отопления дома, следует, в первую очередь, определиться с производительность нагревательного котла. Кроме этого, нужно рассчитать количество батарей отопления в частном доме в отдельно взятой комнате

Подбор нагревательного элемента

Котлы условно делятся на несколько групп в зависимости от типа используемого топлива:

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

Выбор нагревателя напрямую зависит от доступности и дешевизны топливных ресурсов.

Среди всех предложенных моделей, наибольшей популярностью обладают аппараты, функционирующие на газе. Именно этот вид топлива является сравнительно выгодным и доступным. Кроме этого, оборудование подобного плана не требует особых знаний и навыков для его обслуживания, а КПД таких узлов довольно высокий, чем не могут похвастаться другие идентичные по функциональности агрегаты. Но вместе с тем газовые котлы уместны лишь в том случае, если ваш дом подключен к центрованной газовой магистрали.

Определение мощности котла

Перед тем, как рассчитать отопление, нужно определить пропускную способность нагревателя, поскольку именно от этого показателя зависит эффективность функционирования тепловой установки. Так, сверхмощный агрегат будет потреблять много топливных ресурсов, тогда как маломощный аппарат не сможет в полной мере обеспечить качественного обогрева помещения. Именно по этой причине расчёт системы отопления – это важный и ответственный процесс.

Можно не вдаваться в сложные формулы вычисления производительности котла, а попросту воспользоваться предложенной ниже таблицей. В ней указана площадь обогреваемого сооружения и мощность нагревателя, который сможет создать в нем полноценные температурные условия для проживания.

Общая площадь жилья, нуждающегося в обогреве, м 2

Расчет количества и объема теплообменников

Современные радиаторы изготавливаются из трех видов металла: чугун, алюминий и биметаллический сплав. Первые два варианта имеют равновеликий показатель теплоотдачи, но вместе с тем, прогретые чугунные батареи остывают медленнее теплообменников, изготовленных из алюминия. Биметаллические радиаторы имеют высокую теплоотдачу, и сравнительно медленно остывают. Поэтому в последнее время люди все чаще отдают свое предпочтение именно таким видам обогревательных приборов.

От чего зависит количество радиаторов

Существует перечень нюансов, которые должны учитываться при расчете количества радиаторов отопления в частном доме:

• температурные условия в угловой комнате ниже, чем в остальных других, поскольку у нее две стены контактируют с улицей;
• при высоте потолков более чем 3 метра, для расчета мощности теплоносителя нужно брать не площадь помещения, а его объем;
• теплоизоляция стеновых перекрытий и напольной поверхности позволит сохранить до 35% теплоэнергии;
• чем ниже температура воздуха на улице в холодное время года, тем больше радиаторов должно быть в сооружении и, соответственно, чем ниже она – тем меньше по количеству теплообменников можно размещать в здании;
• современное остекление металопластиковыми окнами позволит сократить теплопотери на 15%;
• одноконтурные обвязки выполняются посредством радиаторов, размер которых не превышает 10 секций;
• при перемещении теплоносителя сверху вниз по магистрали, удается увеличить его производительность на 20%.

Формула и пример расчета

Согласно данным СНиП, для обогрева 1 квадрата необходимо затратить 100 Вт тепла, соответственно, чтобы отопить помещение площадью 20 кв.м нужно затратить 2000 Вт. Для расчета радиаторов отопления по площади понадобится только калькулятор. Итак, один биметаллический теплообменник с 8-ю секциями выдает примерно 120 Вт. По конечному счету у нас получается: 2000 / 120 = 17 секций.

Расчёт радиаторов отопления частного дома выглядит несколько иначе. Поскольку в этом случае мы самостоятельно регулируем температуру теплоносителя, принято считать, что одна батарея способна выдавать до 150 Вт. Пересчитаем нашу задачу: 2000 / 150 = 13,3.

Округляем в большую сторону и получаем 14 секций. Такое количество теплообменников нам понадобится, чтобы выполнить обвязку теплового контура в помещении площадью 20 кв.м.

Что же касается непосредственно размещения радиаторов, то их рекомендуется располагать непосредственно по разным стенам помещения.

Специалисты рекомендуют размещать большую часть батарей под подоконником, что позволит исключить проникновение холодного воздух через окна.

Трубопроводная отопительная система

Монтаж теплового контура осуществляется с применением труб, сделанных из таких материалов:

Каждый из этих вариантов обладает своими преимуществами и недостатками. Наиболее предпочтительный вариант для обвязки отопительной системы является трубопровод, выполненный из металлопластика. Его стоимость сравнительно невысокая, а срок эксплуатации (при условии правильного монтажа) колеблется в рамках от 45 до 60 лет.

Монтаж отопительных приборов

Установка подобного оборудования выполняется согласно требованиям СНиП. Хотелось бы выделить наиболее важные моменты, которые необходимо в обязательном порядке учитывать при монтаже нагревательной техники:

1. Величина зазора между нижней частью прибора и напольной поверхность должна составлять как минимум 6 см. Это не только обеспечит возможность уборки под оборудованием, но и предотвратить вероятность проникновения тепловой энергии в напольную поверхность.
2. Величина зазора между верхней точкой нагревателя и подоконником не должна быть меньше 5 см. Благодаря этому вы сможете беспрепятственно демонтировать теплообменник, не задевая подоконник.
3. При использовании радиаторов с ребрами, крайне важно следить за тем, чтобы они располагались исключительно в вертикальном положении.
4. Центральная точка обогревательного прибора должна совпадать с центром оконной рамы. В этомслучае батарея будет выступать в качестве тепловой завесы, препятствуя проникновению холодных воздушных масс через стеклопакеты в помещение.

Обвязка будет эффективнее работать, если установить все радиаторы на одинаковом уровне.

Придерживаясь вышеуказанных рекомендаций, вы сможете реализовать в своем доме качественный обогрев.

ВИДЕО: Котлы отопления — какой котел выбрать

Расчет мощности котла отопления для частного дома

Температура в доме будет выше нормы или недостаточной, если неправильно выбрать мощность котла. Расчет мощности котла отопления с необходимой точностью нужен для поддержания комфортной температуры в помещениях дома и рационального расхода теплоносителя.

Выбор котла по удельной мощности и площади помещения

Как рассчитать мощность котла для создания достаточного отопления дома? Для этого нужно определить мощность, которая необходима для всех помещений. Основой для расчета является общая площадь дома.

Для стандартных помещений европейской территории России, где не предприняты энергосберегающие меры, удельная мощность, необходимая для отопления площади 1 м2 должна быть в пределах 1.2—1.5 кВт.

Чтобы рассчитать мощность котла для создания достаточного отопления дома, нужно определить мощность, которая необходима для всех помещений. Основой для расчета является общая площадь дома и удельная мощность, необходимая для отопления площади 1 кв.м.

Если взять северные регионы, то удельная мощность составит 1.5 — 1.7 кВт, а для южных — 0.7—0.9 кВт. Для отопления дома средней полосы площадью 65 м2 потребуется:Wном= 1.5·65/10=9.75 кВт. Расчет мощности котла отопления может быть сделан по определению теплопотерь через ограждения (наружные стены, окна, пол и потолок).

Как рассчитать тепловые потери через ограждающие конструкции

Для данного расчета требуется уточнить сопротивление теплопередачи Rт наружных стен, представляющего собой энергетические потери при разности температуры на 1 м2. Тепло теряется из-за температурного перепада внутри помещения и на улице. В расчет берется разность между оптимальной комнатной температурой и самой низкой температурой на улице:ΔТ=22ºС-(-30ºС)=52ºС.

Потери тепла через внутренние стены и другие конструкции не учитываются, если разность температуры между помещениями не превышает 3ºС. Например, если стена комнаты граничит с неотапливаемым гаражом, температура в котором зимой достигает -15ºС, температурный перепад составит ΔТ=22-(-15)=37ºС.

В этом случае рассчитать тепловые потери необходимо. Тепловые потери через ограждения нужно рассчитать по формуле:Qогр= F· ΔТ/ R0,где F — площадь конструкции, м2; R0 — сопротивление теплопередаче, м2·оС / Вт (находится по таблицам для ограждающих конструкций).Теперь следует рассчитать теплопотери Wпот для дома 65 м2 и внести их в таблицу.

Таким образом, номинальная мощность котла для дома 65 м2 с учетом тепловых потерь составляет: Wном=Wпот=8.94 кВтВторая методика отличается от первой на 10%. Из двух расчетов можно взять результат с большим значением мощности — 9.75 кВт.

Результаты расчета показывают, что они отличаются от обычных рекомендаций продавцов — 0.1 кВт/м2 более чем на 30%. Добавив запас прочности 10%, получим окончательно мощность котла W=11 кВт.Из расчетов видно, что без дополнительных мер потери тепла через ограждения значительны. Если хорошо утеплить дом, то мощность котла можно уменьшить в 1.5 раза и более. Тогда освободившуюся мощность можно использовать на получение горячей воды.

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.

Проводим отопление дома: как рассчитать мощность котла

Мощные и в то же время экономичные отопительные устройства для автономных систем — залог их эффективности и, как следствие, комфорта в доме. От того, насколько правильно выбран тип и технические параметры котельного оборудования, будет зависеть работоспособность всей отопительной сети дома. Рассмотрим, как рассчитать мощность котла и выбрать его тип.

Типы котлов

Классификация котлов отопления осуществляется по разным параметрам. Один из основных — вид используемого топлива. Как правило, при выборе оборудования для котельной потребитель ориентируется на наиболее дешевое в своей местности топливо.

Только в этом случае сеть будет максимально эффективной, а расходы минимальными. По этому параметру выделяют несколько типов агрегатов.

Жидкотопливные

Дешевыми в эксплуатации такие котлы назвать сложно. Работают они на дизельном топливе, а наличие в системе автоматики делает аппарат энергозависимым. Поэтому при сбоях электропитания нормальная работа отопления становится невозможной.

Решение подобной проблемы заключается в установке дополнительных автономных электрогенераторов, что делает монтаж коммуникаций еще более дорогим.

Минусом таких котлов является потребность в отдельных котельных и топливных хранилищах, отвечающих санитарным и экологическим требованиям, а также неприятный запах топлива.

Твердотопливные

Это недорогой вариант агрегатов. Работают они на дровах, угле, торфе и пеллетах. Оснащены всей необходимой автоматикой и группой безопасности.

Обладают твердотопливные котлы большим КПД и в местности, где не проведен газ, являются отличным вариантом.

Минус их в том, что они требуют обустройства отдельной котельной.

 

Эти агрегаты стали популярными относительно недавно после повсеместной газификации. Они обладают множеством преимуществ, и на их основе легко монтируется автономная система отопления частного дома.

Недостаток — это энергозависимость из-за большого количества автоматики. Хотя при устройстве системы отопления с естественной циркуляцией такие котлы вполне могут быть энергонезависимыми.

Агрегаты имеют настенный или напольный вариант монтажа. Есть модели разной мощности, что позволяет решить любые задачи. Устройства являются отличным выбором как для частного дома, так и для квартиры.

Электрические

Эти агрегаты слишком дороги в эксплуатации. А при отключении электроэнергии отопительная сеть попросту перестает функционировать.

Преимущество таких устройств — полная автоматизация и возможность создать полноценную автономную инженерную сеть, обеспечивающую комфортные температурные показатели. Прибор пригоден для подключения контура горячего водоснабжения и не требует дымохода. Он совершенно безопасен в эксплуатации и бывает трех видов — ТЭНовый, электродный и индукционный.

Какой вид котла выбрать, решать потребителю. Нужно учитывать разные факторы — доступность топлива, требования к отопительной системе и технические параметры оборудования. Немного сложнее подобрать котел не по типу, а по техническим и эксплуатационным показателям. Поэтому так важен расчет мощности отопительного котла.

Расчет мощности

Мощность котла — важнейший технический параметр оборудования. От этого показателя зависит его способность обогреть помещение конкретной площади.

Обратите внимание! В целом расчет мощности котла выполняется приблизительно одинаково для любого вида котельного оборудования. При этом используются специальные формулы, но разные виды агрегатов имеют свои особенности, которые тоже нужно учитывать.

Основные параметры расчета:

• Площадь помещения.
• Удельная мощность выбранного агрегата с поправкой на климатические особенности местности.

В упрощенном виде расчет выполняется следующим образом. Площадь помещения умножается на удельную мощность, и полученный результат делится на 10. Для еще большей простоты можно не учитывать поправку на климат, приняв показатель равным единице.

В этом случае теплопроизводительность котла будет рассчитываться, как 10 кВт на 100 кв. м. Специалисты советуют при использовании упрощенной формулы прибавить к полученному результату 15%. Такой показатель будет более объективным.

Расчет мощности с учетом особенностей оборудования

Выше отмечалось, что мощность котла должна рассчитываться с учетом особенностей не только климата, но и типа выбранного оборудования. Без этого параметра получить объективные результаты сложно. Неправильно выбранное оборудование в ходе эксплуатации может принести немало проблем. Это касается не только агрегатов с недостаточными мощностными показателями, но и установки высокомощного оборудования.

Низкая теплоотдача приведет к тому, что котельная не справится с поставленными задачами. В результате зимой в помещениях частного дома будет холодно. Слишком большая теплоотдача чревата не только перерасходом энергии и лишними затратами на отопление. При эксплуатации высокомощного оборудования накапливается конденсат, разрушающий элементы котла.

Рассмотрим наиболее важные нюансы расчета с учетом типа агрегата:

Характеристики электрических ЭВП

• Твердотопливные котлы при всех их преимуществах обладают одним недостатком. Даже снабженные современной автоматикой, они не способны поддерживать одинаковую температуру в течение всего времени работы. В среднем температурные колебания составляют 5 градусов. Для поддержания комфортного микроклимата потребуется установка агрегата более высокой мощности и увеличение затрат на топливо. Сократить энергозатраты можно за счет установки дополнительных теплоаккумуляторов или термобаллонов.
• Электрокотел. Основной его недостаток — даже не в значительном потреблении электроэнергии, а в энергозависимости. Ведь кратковременного отключения энергии будет достаточно, чтобы система перестала функционировать.
• Расчет мощности газового котла можно сделать с использованием общих формул. Эта категория оборудования, по сути, является домашней мини-котельной, в корпус которой вмонтированы все необходимые элементы.

Дополнительные параметры расчета

Для выполнения максимально точных расчетов недостаточно знать площадь помещения и удельные мощностные показатели прибора. Потребуется более сложная работа с использованием дополнительных параметров. К ним относятся, например, теплопотери дома.

Столь желанное для человека тепло уходит из помещения через строительные конструкции — стены, окна, двери, крышу и пол. Все стройматериалы, используемые при возведении частного дома, обладают разными показателями теплосбережения. Для увеличения этих показателей могут применяться дополнительные теплоизолирующие материалы, уменьшающие теплопотери. Сокращение потерь тепла, в свою очередь, позволяет сократить расходы на отопление, а также уменьшить мощность котла по сравнению со средними данными.

Для расчета теплопотерь берутся следующие параметры:

• Разница между уличными и комнатными температурами.
• Теплопроводность строительных материалов.

Сделать расчеты теплопотерь можно двумя способами — с помощью формул и специальных таблиц или, введя все необходимые параметры в специальный калькулятор. Второй способ значительно проще и не требует знания множества технических особенностей и нюансов. Рассчитать систему отопления с учетом всех важных параметров с помощью специализированного софта или онлайн-сервисов может и неспециалист.

Еще один фактор, который нельзя сбрасывать со счетов при выполнении расчетов — это потребность частного дома в горячей воде. Когда котел планируется использовать не только для отопления, но и для подогрева воды, стоит выбирать более мощное оборудование. Это касается любого вида отопительного агрегата, так как часть энергии все равно будет расходоваться на поддержание заданной температуры в водяном контуре.

Заключение

Правильно определить необходимую мощность котла — значит обеспечить энергоэффективность всей системы отопления частного дома. При расчете недостаточно учитывать только основные параметры. На работоспособность и эффективность выбранного оборудования и, как следствие, на поддержание тепла в доме оказывает влияние множество факторов. При этом ни один из них нельзя игнорировать.

Источники: http://www.portaltepla.ru/montagh-otopleniya/kak-rasschitat-otoplenie-v-chastnom-dome/, http://vashakanalizaciya.ru/vodostok/kotel-otopleniya/, http://gidotopleniya.ru/montazh-otopleniya/raschet/kak-rasschitat-moshhnost-kotla-dlja-doma-7562

Как вам статья?