Что такое полезный объем в котле
10 октября 2017 г. 9:26
Слабая мощность котла пустит насмарку всё, включая уровень жизни. Из-за превышенной мощности, система заработает импульсами: потребление топлива вырастет, а срок службы оборудования сократится. Может закипеть котёл. Или мозги. Как рассчитать правильно, какие параметры учитывать, что такое теплопотери и другие вопросы покупателей о мощности котлов читайте здесь.
1. Как просто рассчитать мощность котла отопления?
Рассчитать примерную мощность котла для дома можно по площади и по объёму.
1) Упрощённый вариант вычислений по площади: 10 кВт на 100 м² дома (или отапливаемой площади). И это цифра покажет лишь минимальную мощность, ниже которой опускаться нельзя.
| График зависимости котла и площади |
Для учёта климатических зон разработали коэффициенты, которые корректируют эту формулу:
- Средняя полоса России – это 1-1,5;
- Северные районы – это 1,5-2;
- Южные территории – 0,7-0,9;
- Москва и Подмосковье – 1,2-1,5.
Чтобы приблизиться к реалистичной цифре, нужно ещё учесть возможные теплопотери. Для этого к минимальному значению прибавляют 10-15%. Если потолки выше 2,7 метра, то делим высоту потолков по факту на высоту стандартную. Получаем ещё один поправочный коэффициент.
| Загородный дом |
Пример:
Посчитаем мощность котла для дома в Подмосковье. Потолки – 3 метра, площадь – 150 м². Котёл нужен двухконтурный – для тепла и горячего водоснабжения.
По формуле получается 15 кВт – минимальное значение мощности для будущего котла. Далее, к цифре 15 добавляем 10% теплопотерь, умножаем на климатический коэффициент 1,2. Потолки выше 2,7м, поэтому умножаем полученную цифру на коэффициент 1,1.
Мощность котла = 15 кВт (минимум) + 10% (теплопотери) * 1,2 * 1,1 =21,7, округляем до 22 кВт.
2) Вторая формула от объёма: 1 м3 – 40 Вт. Плюс накрутки, которые включили в первую формулу, кроме потолочного коэффициента. Подсчитаем по этой формуле тот же дом в Подмосковье.
Мощность котла =((150 м²*3м)* 40 Вт + 10%) * 1,2 * 1,1 =23522 Вт ≈ 24 Квт. Разница между первым и вторым расчётом в 2 кВт. Вариант расчета мощности котла по объему воздуха является наиболее правильным.
На этом можно было бы прекратить читать эту статью. Но разница между примерным и точным расчётом в нескольких нюансах. Что за нюансы – спросите вы. Ответ на этот вопрос заложен в следующих пунктах.
2. Какие параметры, кроме объёма и площади, влияют на выбор котла? И почему это важно?
Упрощённая формула расчёта зачастую приводит к покупке неподходящего котла. Каждый дом индивидуален, а теплопотери в процентах не могут быть равны для всех домов. Перед подсчётом мощности считают данные конкретного дома:
1) Замерить площадь стен, окон, дверей;
2) Уточнить толщину стен, указать тип отделки и материал, высоту потолков;
3) Понаблюдать минимальную температуру дома в морозы;
4) Определить желаемую температуру в результате установки котла;
5) Выписать значения теплопроводности для материалов, из которых строили дом.
Материал стены | Толщина стены и материала | Необходимая толщина для дома |
Кирпич (1600 кг/м³ – плотность) | 510 мм (если делать кладку в два кирпича), R=0,73 °С·м²/Вт | 1380 мм |
Брус деревянный | 150 мм, R=0,83 °С·м²/Вт | 355 мм |
Керамзитобетон (1200 кг/м³ – плотность.) | 300 мм, R=0,58 °С·м²/Вт | 1025 мм |
Щит деревянный (внутри заполнение минеральной ватой + слой внутренней и наружной обшивки по 25 мм) | 150 мм, R=1,84 °С·м²/Вт | 160 мм |
Арболит | 0,80-0,17Вт/м² | – |
Пенобетон | 0,14-0,38 Вт/м² | – |
Газобетон | 0,18-0,28 Вт/м² | – |
Тепловое сопротивление материалов
Зачем это нужно? Ключевой параметр, влияющий на выбор котла – это теплопотери дома. Дома с одинаковой площадью и объёмом, но отличающейся степенью утепления, потребуют разное по мощности оборудование.
Куда уходит тепло:
Поверхность | Теплопотери в % |
Крыша и вентиляция | 20-25% |
Фундамент, если он примыкает к грунту | до 15% |
Стены, окна и двери | 10-15% |
Первый этаж и не отапливаемые помещения, подвал, например | до 15% |
А также значение имеет: насколько отличается уличная температура от внутренней, климатический регион, сила и направление ветра, как стоит дом относительно частей света.
| Теплопотери |
3. Как посчитать мощность с учётом теплопотерь?
Что такое теплопотери? Допустим, на улице мороз -20 градусов, дома средняя температура равна +20 градусов. Эти величины уравновешиваются через обмен энергией. Происходят тепловые потери. Вычислить мощность котла с высокой точностью помогает величина теплопотерь при суровых условиях погоды.
Шаг 1
Потери тепла определяются по формуле: Q = Qкрыши + Qстен + Qпола + Qдверей + Qокон,
Где крайнее значение Q – это теплопотери каждой поверхности дома.
Каждое значение Q вычисляется по формуле: Q = S* T/R
Где Q – потери тепла в Вт, S – площадь конкретной поверхности в м², T – разница уличной температуры и комнатной в градусах, R – справочные данные теплового сопротивления по типам материалов.
Шаг 2
В эту формулу дополнительно закладывают непроизвольные теплопотери сквозь щели, вентиляцию, вытяжку, открывание дверей и проветривание через окна. Для самостоятельного расчёта без программы добавляют дополнительно 5% от общей цифры утечек.
Шаг 3
Дальше переходим к определению мощности котла. Всего две формулы на выбор:
Ркот. = (Sпомещ.*Pуд. ) / 10, где Ркот. – мощность котла, Sпомещ. – суммарная площадь комнат в доме, где планируется отопление, Pуд. – удельная мощность по условиям климата.
Ркот. = (Qпотерь*Sот. площ. ) / 100, где Ркот. – мощность котла, Qпотерь – теплопотери, Sот. площ. – суммарная площадь отапливаемых комнат.
Шаг 4
Для электрического и газового котла можно воспользоваться таблицей для проверки:
Вариант | Площадь дома, м² | Отопление, кВт | Рекомендуемое количество приборов | Сколько человек проживает | Бойлер ГВС, л/кВт | Тёплый пол, м² | Тёплый пол, кВт | Суммарная мощность | Мощность котла | Стандартный ряд котлов, Кат, Нс/А/Нд |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
2 | 150 | 19 | 10 | 4 | 100/28 | 16 | 0,75 | 48 | 28 | 28/27/28 |
3 | 200 | 22 | 11 | 4 | 100/28 | 20 | 1 | 51 | 28 | 28/27/28 |
4 | 250 | 25,5 | 17 | 4 | 160/33 | 20 | 1 | 60 | 33 | 32/35/36 |
5 | 300 | 27 | 20 | 6 | 160/33 | 30 | 1,5 | 62 | 34 | -/35/36 |
6 | 350 | 31 | 26 | 6 | 200/33 | 40 | 2 | 66 | 39 | -/44/44 |
7 | 400 | 4 | 30 | 6 | 200/36 | 50 | 2,5 | 70 | 43 | -/44/44 |
8 | 450 | 36 | 44 | 8 | 300/36 | 60 | 3 | 75 | 45 | -/53/52 |
4. Зачем считать, если можно купить котёл с запасом мощности?
Иногда у котлов имеется резерв производительности. Это хорошо, когда резерв не более 25%. Особенно, когда семья планирует развивать площадь: достроить бассейн, баню, или другую отапливаемую зону. Когда требуемая мощность превышена значительно, собственник тратит лишние деньги, а оборудование работает внештатном режиме:
| Ремонт котла |
- Ломается или даёт сбои;
- Снижается КПД системы;
- Котёл большей мощности стоит дороже;
- Расходуется больше топлива, чем требуется для обогрева дома;
- Понадобится более мощный и дорогой насос;
- В доме будет очень жарко;
- Автоматическое регулирование затрудняется, может закипеть котёл;
- Котел начинает тактовать – включаться и выключаться за короткий промежуток времени, изнашиваются узлы оборудования;
- В дымоходе появляется конденсат. При горении конденсат вступает в реакцию с выбросами и образуется кислота. Она разрушает дымоход и иногда котёл.
Вывод: при частом включении и выключении тратится больше топлива, чем при непрерывной работе. Покупка котла с превышением мощности не только не имеет смысла, но и вредна для бюджета и оборудования.
5. Как решить проблему высокой мощности и слабой потребности?
В идеальной ситуации котёл работает с постоянной, номинальной мощностью. При этом наружная температура постоянно меняется, а бывают и вовсе аномальные скачки. Что делать? Помогут четырёхходовые смесительные клапаны в гидравлической системе. Или вариант с термогидравлическим распределением. Эти устройства решают проблему не корректировкой мощности котла, а подстраивают регулирующий клапан. Или меняется скорость работы циркуляционного насоса. Температура теплоносителя в батареях становится комфортной, не нарушая оптимальных условий котла. Это решение имеет минус – высокая цена.
| Четырехходовый смесительный клапан |
Для газовых и жидкотопливных котлов эту ситуацию решает многоступенчатые горелки. Более низкая ступень снижает мощность котла при необходимости. Продвинутые модели имеют в конструкции плавную регулировку мощности горелок – модуляцию. Это дешевле и не так хлопотно, как первый вариант.
| Газовая горелка многоступенчатая |
В твердотопливных котлах также бывает встроена настройка мощности и автоматическая подача топлива. Это помогает решить вопрос с избытком мощности при изменениях внешней температуры.
| Устройство автоматической подачитоплива ЖТ-котла |
6. Что будет, если купить котёл меньшей мощности?
Когда собственник ошибся с мощностью в меньшую сторону, это так же плохо, как и переизбыток. Система работает на пределе. Снижается срок службы. Дом отапливается недостаточно, возможно промерзание системы при аномальных морозах.
| Промерзание системы отопления |
7. 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.
Какие выводы?
- Формула от площади дома не годится для точного подсчёта мощности;
- Формула от объёма более реалистична;
- Самое правильное – считать мощность исходя из теплопотерь дома;
- Излишний запас мощности губителен для оборудования, заниженный тоже;
- Консультация специалиста сбережёт время и деньги.
Как подобрать мощность котла под количество воды (объем) в системе отопления, или наоборот? Существует ли зависимость мощности от литров?
Такие вопросы часто волнуют владельцев отопительных систем…
Действительно, какая должна быть мощность котла, для системы с внутренним объемом 100 литров, например?
Нет ли в этом вопросе какого либо подвоха, направленного лишь на то, что бы мы приобретали лишнее оборудование, которое нам ни к чему?
Рассмотрим, как связаны мощность котла и емкость системы отопления, а также более важный вопрос о подборе насоса для определенной мощности котла…
Откуда берется вопрос о зависимости мощности от объема
Как продать лишний радиатор? Установив его в систему, потребитель ничего особого не приобретет и ничего не потеряет, кроме денег. Но дополнительная ощутимая прибыль продавцу будет.
Возникает удобный для наращивания продаж, но не имеющий технического смысла, вопрос о подгонке объема системы отопления под мощность котла. Например, если имеется 20 кВт-ный котел, то нужно докупить еще парочку радиаторов, чтобы объем системы достиг 100 (200, 300) литров, иначе котел не сможет работать на полную мощность… Клиенту ничего не остается, как достать кошелек и начинать отсчитывать дополнительно зеленые (желтые, синие…).
Сколько воды нужно под мощность котла
Вопрос об объеме воды внутри системы отопления имеет большую популярность, так как подогревается строй-бригадами и продавцами. Увеличивать количество оборудования по любой причине – любимое занятие монтажников.
Но технически выбор мощности котла никак не зависит от объема воды в системе отопления, поэтому вопрос о подборках объемов под мощность, или наоборот – выбор котла под литры воды, — не имеет практического смысла.
Котел отдаст всю свою мощность и на 100 литров воды и на 1000 литров. Разница будет лишь во времени нагревания и остывания. Маленькая система нагреется за 10 минут и будет остывать 10 минут, затем снова автоматика включит котел… Большая же будет греться 100 минут и затем остывать долго….
Системы класса low water – в чем преимущества
В последнее время существует тенденция по уменьшению внутреннего объема систем отопления, чтобы уменьшить их тепловую инерционность, для более быстрого нагрева и остывания.
Меньшее количеством воды более гибко и быстро реагируют на изменения температуры внутри здания. Малоемкостную систему котел быстрее разогреет, и она начнет быстрее отдавать тепло, когда это потребуется. После нагрева помещения, лишнего тепла в радиаторах окажется меньше, система быстрее остынет. В этом кроется небольшая экономия.
Какие радиаторы подобрать
Современные радиаторы и конвекторы имеют в разы меньший внутренний объем и теплоемкость, по сравнению со старыми чугунными. Уменьшение теплоемкости дает возможность немного экономить энергии, и делать отопление более гибким и комфортным. Оно оперативней реагирует на изменения температуры, и не накапливает лишней энергии.
Но это больше теоретические выкладки. На практике же ощутимой разницы пользователи не замечают, они могут приобретать любые радиаторы, какие понравятся, какие имеются в магазинах, с полной уверенностью, что система будет работать нормально.
Что важно для мощности котла
Энергия, генерируемая котлом, должна отводиться от него и рассеиваться, — передаваться воздуху и предметам. Иначе котел закипит, расплавится, сгорит…
Через котел должен проходить определенный объем теплоносителя.
Именно количество воды в единицу времени, т.е. ее расход, важно подобрать под определенную мощность котла.
- Не вдаваясь в расчеты, можно сказать, что через теплообменник 20 кВт должно проходить не менее 1000 литров воды в час. Насос должен это обеспечить.
- Мощность радиаторов в доме должна быть чуть больше мощности котла, чтобы ее рассеивать, в противном случае система перегреется, закипит.
Подбор насоса под мощность котла
Важно подобрать насос под мощность котла правильно. Насос должен преодолевать гидравлическое сопротивление системы так, чтобы объем проходящей по котлу воды был бы не менее требуемого, т.е. для 10 кВт-ного котла должно быть не менее 500 литров в час (0,5 м куб./ч.)
- Производительность насоса 25-40 на 3-ей скорости составляет при напоре 3 метра не менее 0,75 м куб в час, что для большинства систем позволяет применять его с котлом до 15 кВт, при площадях до 150 м кв, а в коротких системах и с котлом 20 кВт.
- Производительность насоса 25-60 при напоре 3м составляет уже 2,5 м куб в час, что дает возможность использовать его для котлов до 40 кВт и площадей отопления до 300 м кв…
Сегодня рассмотрим тему привального подбора мощности котла для отапливаемого помещения. Эти вопросы мы обсудим со специалистом нашей компании Сергеем.
Руководитель компании СКГАЗ Алексей Иванов и инженер по котельному оборудованию Сергей
Как же правильно посчитать мощность котла, учитывая все нюансы? Возможно, тёплые полы, возможно, у кого-то есть горячая вода, у кого-то нет, кому-то не нужно подключать горячую воду. Можешь поподробнее рассказать, когда ты приезжаешь на объект, как правильно ты оцениваешь энергопотребление и рассчитываешь мощность котла.
В первую очередь мощность котла рассчитывается в зависимости от теплопотерь помещения. Учитываются материалы, из которых сделано помещение, сколько там этажей, какая площадь остекления, сколько дверных проёмов. Также на расчет мощности котла и коэффициент энергопотребления влияет регион расположения объекта. Например, если на севере рассчитывается по одному коэффициенту, то в местах, где более теплая зима, этот коэффициент снижается.
Ты делаешь серьёзный инженерный расчёт или на глаз прикидываешь?
Газовый котел для отопления и горячего водоснабжения
Нет, изначально все прикидывается на глаз, но далее всё равно всё просчитываю формулами либо через специальные калькуляторы теплопотерь. Также есть специальные приложения для инженерных расчетов. Просто прикинуть, что на 10 квадратных метров 1 киловатт энергопотребления – это очень условно и при таком расчете на этом можно сильно ошибиться.
Если ты перебрал по мощности, установил лишнюю мощность. Что будет тогда?
Если это, например, дизельный котёл, которым управляет электроника, газовый или электрический котёл, то будет происходить трактовка котла. То есть он будет включаться и выключаться. Образуется избыточная мощность, котел очень быстро нагревает объем теплоносителя, а помещение не успевает это тепло принять. Из-за этого котел отключается и далее начинается цикл. Котел остывает долго, потом резко включается нагревает. Получаются скачки и помещение неровно нагревается, увеличивается расход либо сжиженного газа, либо природного. Происходит частое его включение и выключение, что приводит к сбою в работе.
Котёл, наверное, тоже быстрее из строя выходит?
Да, быстрее, потому что все механизмы начинают включаться, запускаться, уменьшается ресурс котла.
А если, наоборот, ты не дорассчитал и взял меньшую мощность?
То в холодный период просто не хватит тепла. Котел будет постоянно работать на максимальных оборотах и будет не хватать тепла.
А при этом расход топлива тоже будет увеличиваться?
При расчет мощности котла необходимо учесть материалы из которых изготовлен дом, толщину стен и площадь остекления
Есть максимальные паспортные значения расхода котла, при которых он расходует максимальное количество топлива в час. В каждом паспорте котла такой норматив есть, за рамки этого он выйти не может.
Наши читателям обязательно нужно обратить внимание, если у кого-то есть проблема, что дома холодно. Одной из возможных причин может быть то, что неправильно подобран котел, меньшей мощности, чем вам необходимо.
Также, возможно, что плохое утепление дома. Если котёл подобран правильно, а дом, например, плохо утеплен, то также могут быть теплопотери. Либо неправильно спроектирована система отопления. Либо радиаторы заниженной мощности, чем полагается. А возможно, нарушена гидравлика, то есть неправильно произведён расчёт гидравлической части.
Виды отопительных котлов
Сергей, есть разница в подсчёте мощности для разных видов топлива?
Нет. Если котел, например, дровяной, то у него есть паспортные данные, которые выдают 30 киловатт. Газовый котел также выдает 30 киловатт. Если на помещение нужно 30 киловатт, то подойдёт и тот, и этот. Просто ещё нужно учитывать КПД.
По сути, неважно, на каком топливе работает котел?
Да. Главное паспортный расчет.
Расчет удельной мощности котла
Ещё хочу у тебя уточнить такой момент. Распространённая система тёплых полов. На неё нужно закладывать отдельную мощность? Как правильно её учесть в расчётах?
Она также по формулам рассчитывается. Поверхность пола не должна быть выше 29 градусов. Соответственно, теплоноситель, который подается в тёплый пол, где-то порядка 35-40 максимум градусов на подаче и на обратке, примерно, одно и тоже.
Система теплых полов должна прогревать поверхность не более чем до 29 градусов, иначе возможно повреждение материала покрытия самого пола
А если будет больше?
Больше, будет перегрев. От этого материал теплого пола может разрушиться, например, ламинат или паркет может повести, будет обжигать пятки.
Это будет происходить, если установили лишнюю мощность котла?
Нет, не лишнюю. Обычно тёплый пол ставится на насосно-смесительный узел с термоголовкой, который поставляет в тёплые полы столько теплоносителя нужной температуры, сколько этого требуется.
Органиация насосно-смесительного узла
Раз уж мы затронули тему твердотопливных котлов на жидком топливе, на газе, скажи, какую систему и котельную проще по мощности настраивать. Есть ли проблемы при разных этих видах топлива и разных в использовании котлов? Что удобнее и универсальнее настраивать и подбирать по мощности?
Настраивать, подбирать – одинаково. Единственная проблема встает в использовании, в комфортном использовании. Если, например, на электрическом котле мы просто нажимаем кнопки и он работает в нужном режиме, так же как и газовый котел. Если же котел твердотопливный, то нужно дрова подготавливать, их закупать, чистить золу, от этого идет пыль. Это некомфортно.
А на дизеле?
Дизельный котел
Дизельные котлы шумно работают, потому что там надувная горелка. И от них еще запах дизтоплива и от него практически не избавиться. Тем более стенки пропитываются со временем. Даже если его убрать, то еще до 5 лет это всё будет выветриваться. Также дизельный котел не очень хорош тем, что у нас продают не очень качественное топливо. Горелка постоянно забивается. Стоит это все каждый раз обслуживать очень дорого. И сама горелка, если выходит из строя, также стоит очень дорого.
Сравнивая электрический и газовый котел, какие преимущества и недостатки?
В электрическом котле нужно, чтобы подходила мощность по электроэнергии. Например, если вам нужен 24-х киловаттный котёл, то электросеть должна обеспечивать это. А 24 киловатта – это уже минимум двухфазное электроснабжение, 380 вольт.
Получается, что газовый котёл – это самый на сегодняшний день универсальный?
Да, безопасное и оптимальное решение. Они потребляют не очень много, и в тоже время простота системы и ее высокая эффективность.
Газовый котёл – безопасное и оптимальное решение. Если нет возможности подключить его к газовой магистрали с природным газов, то на помощь придет установка газгольдера.
Тема сжиженного газа, она на сегодняшний день действительно очень интересна, не потому, что мы ей занимаемся. Если рассматривать все источники питания на сегодняшний день, природный газ, конечно, это в любом случае лидер. Но есть большие проблемы с его подведением, с его подключением. На некоторых объектах вообще нет возможности подведения природного газа, поэтому сжиженный газ является универсальным средством, которое можно использовать везде, где угодно, и получать все преимущества от газа, который вы будете получать и при использовании природного.
Сергей, есть что еще добавить?
Нюансы в подборе мощности. Мощность по горячему водоснабжению. Чтобы обеспечить нормальное бесперебойное водоснабжение, нужно минимум 20 киловатт мощности. Это для нагрева бойлера, примерно, 150 литров, газовый котел его нагреет минут за 20, в зависимости от изначальной температуры входящей холодной воды.
Чтобы обеспечить нормальное бесперебойное водоснабжение, нужно минимум 20 киловатт мощности
У нас был целый поселок, на котором мы устанавливали газгольдеры. И там были 12-тикиловаттные котлы, они были двухконтурные, и там люди пользовались горячей водой.
Обычно в навесных котлах закладываются две мощности. В них есть мощность по горячему водоснабжению и мощность по отоплению. Котёл можно настроить: 12 киловатт, например, на мощность отопления, а 24 киловатта настроить на мощность водоснабжения.
А если у тебя просто 12-тикиловаттный котёл?
А если просто 12 киловатт, он будет производить не больше 5-ти литров в минуту. Это очень мало.
Подводя итоги, скажем, что всё можно сделать своими руками и до всего можно додуматься самому, но для этого нужно помимо теоретических знаний, ещё и какие-то практические навыки. Советуем не экспериментировать, вызывать к себе специалиста, проконсультироваться, составить теплорасчет. Дальше уже ваше право выбирать: самим делать, кого-то ещё нанять. Но поверьте, сэкономив какие-то несколько тысяч рублей на хорошей работе и на хорошем специалисте, вы в будущем быстро их потеряете, потом переплатите в несколько раз больше.
Лень читать? Тогда смотри!
Если вы хотите сделать свой загородный дом тёплым и уютным… или отопить любой другой объект… Вы можете оставить заявку на консультацию
P.S. Для Москвы и МО, Калужской области, Тульской области, Рязанской области, Владимирской области, Ярославской области, Тверской области, Смоленской области