Содержание статьи:

1. Как рассчитать мощность котла для дома
2. На чем основывается расчет
3. Учитываем количество контуров
4. Учитываем теплопотери
5. Формулы для расчета
6. Примеры расчетов
7. Как добиться максимального КПД котла
8. Как выбрать подходящий по мощности отопительный котел

Как рассчитать мощность котла для дома

При выборе отопительного прибора важно не только учитывать его функции, тип топлива и конструкцию. Одна из ключевых технических характеристик котла — его мощность. Она напрямую связана с площадью помещения, которую прибор может обогреть даже в самые суровые морозы. Однако расчет мощности котла для отопления частного дома основывается не на одной площади, но и на некоторых других параметрах, которые мы рассмотрим в этой статье.

На чем основывается расчет

Мощность котла отопления — это технический параметр, который показывает, сколько тепловой энергии может выделить прибор за 1 час. Показатель выражается в киловаттах и всегда отображается в техпаспорте устройства и обычно дублируется в названии модели. Например, максимальная рабочая мощность котла Partner 16 — 16 кВт, это значит, что устройство за 1 час вырабатывает 16 кВт тепла.

Показатель выводится с учетом того, что котел используется только в режиме отопления.

Как правило, указанная мощность — это максимальный показатель возможного рабочего диапазона в несколько киловатт. Это обусловлено тем, что интенсивность горения топлива в котле может несколько изменяться в зависимости от объема подачи кислорода в топку, тяги, качества топлива и других факторов.

По этой причине также указывают и диапазон площади, которую котел может качественно обогреть (например, 120–160 м2).

Чтобы точнее понять, как рассчитать мощность котла, и какое устройство понадобится для обогрева дома, учитывается не только его площадь, но и теплопотери, а также необходимость горячего водоснабжения в доме и на придомовой территории.

Учитываем количество контуров

Площадь дома — основной фактор, который влияет на расчет мощности котла. Однако также стоит принимать во внимание и количество контуров котла.

Одноконтурные модели используются только для отопления, поэтому в расчетах учитывается только сумма площадей всех помещений, которые нужно обогревать.

Двухконтурные котлы предназначены также для нагрева воды, используемой для бытовых нужд. В этом случае потребуется запас мощности, который будет зависеть от потребностей в горячей воде. Например, если в доме живет 2 человека, и ГВС используется только для мытья, то запас мощности не всегда необходим.

А вот если в доме, например, есть бассейн, хаммам, система снеготаяния, приточная вентиляция с рекуперацией тепла, то цифры должны быть совсем другими. Например, надбавка на использование хаммама может составлять до 5 кВт, а водяная система снеготаяния придомовых дорожек потребует дополнительно 6–8 кВт.

Учитываем теплопотери

Каким бы герметичным и утепленным бы ни был дом, в любом случае часть нагретого воздуха будет уходить в атмосферу через дымоход, крышу, окна, двери, подвал. Это нормально, главное — чтобы теплопотери не превышали 30% от выработанной котлом энергии.

При расчетах мощности котла отопления учитываются стандартные допустимые потери, зафиксированные строительными нормативными документами (СП 50.13330.2012, СНиП 23-02-2003). Этот вариант подходит, если дом находится на этапе проектирования или нет возможности измерить реальные теплопотери. Если дом уже построен, и по расчетам котел должен справляться с обогревом его площади, но в комнатах все равно холодно — можно воспользоваться тепловизором, чтобы понять, где конкретно «утекает» тепло и в каком объеме.

Рассчитывая необходимую мощность котла, можно применить формулу, которая учитывает теплопотери. Приведем ее ниже.

Формулы для расчета

1. Расчет котла для отопления по площади

Самая простая формула учитывает сумму площадей всех комнат дома, которые нужно обогревать. В этом случае используется формула:

1 кВт энергии на 10 м2 помещения + 20% запас на теплопотери

Пример расчета средней мощности отопительного котла для дома площадью 100 м2:

(100 / 10) + 20% = 12 кВт

Другой вариант, который позволяет провести более точный подбор мощности котла для частного дома с учетом запаса на теплопотери — основанный на региональных особенностях климата. Ведь утечка тепла для жилых зданий, расположенных за полярным кругом или в тропиках, сильно различаются.

Для этого также берется 1 кВт на 10 м2 площади, а затем полученное значение умножается на коэффициент.

Региональные коэффициенты:

• северные регионы — 1,5–2
• средняя полоса — 1–1,2
• южные регионы — 0,7–0,9

Пример расчета для того же дома площадью 100 м2, построенного в южном регионе:

(100 / 10 + 20%) х 0,9 = 11 кВт

Данные формулы работают при стандартной высоте потолка 2,7 м. Если этот параметр больше, рекомендуется пользоваться формулой расчета по объему помещения.

2. По объему помещения

При расчета мощности котла для помещений с нестандартной высотой потолка вычисляется дополнительный коэффициент по такой формуле:

Фактическая высота потолка/стандартная высота потолка

Например: 4 / 2,7 = 1,5 (результат округляется в большую сторону до десятых). Поэтому для дома 100 м2 с потолками высотой 4 метра расчет выглядит так:

(100 / 10 х 1,5) + 20% = 18 кВт

Также можно рассчитать мощность котла для дома с учетом регионального коэффициента.

3. Расчет с учетом контура ГВС

Расчеты по этому параметру не так однозначны, как предыдущие. Ведь горячее водоснабжение может требоваться в различном объеме. Кому-то достаточно воды для мытья посуды и ежедневного душа, а кто-то греет воду для бассейна или хаммама.

В сложных случаях (например, таких, как обустройство системы снеготаяния) придется подсчитать энергозатраты на нагрев необходимого объема воды, и лучше делать это с помощью специалистов.

Для установки бойлера косвенного нагрева на 120–150 л в доме, где проживает 3–4 человека, в рамках повседневного потребления горячей воды достаточно прибавить 2–3 кВт к мощности котла.

Примеры расчетов

Разберем подбор мощности котла для частного дома на конкретном примере.

Предположим, семья из 4-х человек построила двухэтажный дом в Архангельске общей площадью 120 м2. В доме 5 комнат — 2 на первом этаже с высотой потолка 3 м и 3 на втором — с высотой потолка 3,5 м.

Горячее водоснабжение — от бойлера, только для повседневных бытовых нужд (мытье в душе, купание детей). Также решили сделать отапливаемую горячей водой дорожку от ворот до крыльца площадью 20 м2.

Расчет необходимой мощности твердотопливного котла удобно разделить на этапы:

1. Расчет на 1-м этаже.

2. Расчет на 2-м этаже.

3. Региональный коэффициент.

4. Расход энергии на ГВС.

Так как дом двухэтажный, допустим, что жилая площадь наверху и внизу одинаковая — по 60 м2.

На первом этаже высота потолка составляет 3 м — это больше стандартного значения 2,7, поэтому нужно рассчитать коэффициент.

3 / 2,7 = 1, 2

Теперь посчитаем необходимое количество тепла для обогрева первого этажа:

(60/10) х 1,2 = 7,2 (кВт)

На втором этаже потолки выше, поэтому коэффициент будет другой:

3,5 / 2,7 = 1,3

Расчет мощности котла отопления:

(60 / 10) х 1,3 = 7,8 (кВт)

Выходит, что на оба этажа нужно 15 кВт тепла — без учета теплопотерь.

Но так как дом находится в Архангельской области (северном регионе) стандартной надбавки в 20% может не хватить, чтобы прогреть дом зимой. Поэтому складываем полученные значения для 1 и 2 этажа, добавляем стандартную надбавку на теплопотери, а также северный коэффициент.

(15 кВт + 20%) х 1,5 = 27 кВт

Также учтем затраты на нагрев горячей воды для бытового потребления и подогрева дорожки.

Для семьи из 4-х человек достаточно бойлера на 150 л, нагрев и поддержание температуры которого требует 2 кВт энергии.

Далее — нагрев дорожки. В среднем для обогрева 1 м2 уличной территории требуется 0,2 кВт энергии. Дорожка в нашем доме 20 м2, значит, потребуется еще 4 кВт.

Складываем полученные значения по отоплению и ГВС:

27 + 2 + 4 = 33 кВт

Итого: для дома 120 м2 в Архангельске с заданными параметрами нужен котел мощностью 33 кВт.

Как добиться максимального КПД котла

Бывают ситуации, когда расчет котла отопления для частного дома однозначно выполнен верно — учтены площадь, теплопотери, дополнительные нужды, но в доме все равно холодно. В этом случае стоит проверить, насколько эффективно работает котел: выдает ли он ту мощность, которая заявлена у него в техпаспорте.

Вычислить реальный КПД твердотопливного котла можно, измерив температуру отходящих газов в дымоходной трубе, а также замерив температуру воды на «подаче» и «обратке». Специальные формулы позволяют на основании этих данных узнать, насколько эффективно работает отопительный прибор.

Пример вычисления по температуре отходящих газов:

КПД = 100 - (t° газов / 15 + q1-q2-q3-q4-q5)

где q1 … q5 — тепловые потери котла. Например, потери с химическим и механическим недожогом в топке, механическим охлаждением котла и др.

Естественные теплопотери, связанные с этими факторами, в пределах 20–25% считаются нормальными для твердотопливного котла. То есть КПД 75–80% — вполне хороший. А вот снижение КПД больше чем на 25–30% требует внимательного разбора.

Причины снижения эффективности могут быть следующими:

• Недостаточная подача кислорода в топку. Нередко связана с плохой вентиляцией в котельной, слабой тягой дымохода. Решить вопрос можно регулированием заглушек на трубе, улучшением вентиляции, установкой турбонаддува — в зависимости от ситуации.
• Чрезмерная тяга дымохода. Эта ситуация вызывает химический недожог топлива. Решение — регулировка шиберной заслонки.
• Неправильная регулировка заслонки поддувала. Найти оптимальное положение можно, периодически измеряя температуру теплоносителя на выходе из системы.
• Загрязненная топка. Механический недожог — следствие того, что внутренние стенки топки покрыты толстым слоем сажи. Чистить топку нужно не реже, чем один раз в 6 месяцев.
• Особенности конструкции топки. Оптимально, если ее конструкция — многооборотная, а также предусматривает пламяотбойник.
• Низкое качество топлива. Сырые дрова, неподходящие фракции и марки угля горят при более низкой температуре, чем необходимо для качественного отопления.
• Неправильная растопка. Необходимо соблюдать порядок закладки и розжига твердого топлива, чтобы оно хорошо разгорелось и выдавало максимум тепла.
• Слишком мощный котел. Действительно, если купить отопительный прибор с большим «запасом», то его придется топить в полсилы, чтобы дома не было слишком жарко. В итоге эффективность устройства постепенно снижается.

Как выбрать подходящий по мощности отопительный котел

Иногда у покупателей возникает вопрос: что делать, если требуемая мощность рассчитана, но в продаже нет нужного котла? Стоит взять модель помощнее или наоборот послабее?

Специалисты по отопительному оборудованию рекомендуют выбирать модель максимум на 1–2 кВт мощнее, чем показал расчет котла. В меньшую сторону двигаться не нужно, чтобы в заморозки не жалеть о «сэкономленных» киловаттах.

Выбирайте отопительный котел только на основе тщательно проведенных расчетов, и тогда в вашем доме всегда будет тепло и уютно!