Расчет котла

Для того чтобы выбрать котёл, работающий на твёрдом топливе, необходимо обратить внимание на мощность. Данный параметр показывает, какое количество тепла может создать конкретное устройство при подключении к системе отопления. От этого напрямую зависит, можно ли с помощью такого оборудования обеспечить дом теплом в нужном количестве или нет.

Например, в помещении, где установлен пеллетный котёл с небольшой мощностью, будет в лучшем случае прохладно. Также не лучшим вариантом является установка котла с избыточной мощностью, потому что он постоянно будет работать в экономном режиме, а это заметно снизит показатель КПД.

Итак, чтобы выполнить расчет необходимой мощности оборудования, вам нужно следовать определенным правилам.

Содержание:

1. Как рассчитать мощность отопительного котла, зная объём отапливаемого помещения?
2. Как рассчитать, сколько тепла необходимо для нагрева воды?
3. Как произвести расчёт по площади?
4. Расчёт реальной мощности котла длительного горения на примере «Теплодар» «Купер практик 8»
5. Сколько энергии дают разные типы горючего?

Как рассчитать мощность отопительного котла, зная объём отапливаемого помещения?

В данном случае расчёт производится по следующей формуле:

Q = VxΔTxK/850,

• Q – количество тепла выраженное в кВт/ч,
• V – объём отапливаемого помещения выраженный в куб. м,
• ΔT – разница между температурой снаружи и внутри дома,
• К – корректирующий коэффициент, который учитывает потерю тепла,
• 850 – число, благодаря которому произведение трёх вышеуказанных параметров можно перевести в кВт/ч.

Показатель К может иметь следующие значения:

• 3-4 – если конструкция здания упрощённая и деревянная или если оно сделано из профлиста;
• 2-2,9 – у помещения небольшая теплоизоляция. Такое помещение имеет простую конструкцию, длина 1 кирпича равна толщине стены, окна и крыша имеют упрощённую постройку;
• 1-1,9 – конструкция здания считается стандартной. У таких домой двойная кирпичная вкладка и мало простых окон. Кровля крыши обычная;
• 0,6-0,9 – конструкция здания считается улучшенной. Такое здание имеет окна с двойными стеклопакетами, основа пола толстая, стены кирпичные и имеют двойную теплоизоляцию, крыша имеет теплоизоляцию, сделанную из хорошего материала.

Ниже приведена ситуация, в которой можно использовать данную формулу.

Дом имеет площадь 200 кв. м, высота его стен 3 м, теплоизоляция является первоклассной. Показатель температуры окружающего воздуха рядом с домом не падает ниже -25 °С. Получается, что ΔT = 20 — (-25) = 45 °С. Получается, чтобы узнать количество тепла, которое требуется для отопления дома, необходимо произвести следующий расчёт: Q = 200*3*45*0,9/850 = 28,58 кВт/ч.

Полученный результат пока что не следует округлять, ведь к котлу может быть еще подключена система горячего водоснабжения.

Если вода для мытья нагревается другим способом, то результат, который получен самостоятельно не нуждается в корректировке и эта стадия расчёта является завершающей.

Как рассчитать, сколько тепла необходимо для нагрева воды?

Чтобы произвести расчет расхода тепла в этом случае необходимо самостоятельно прибавить к предыдущему показателю расход тепла для горячего водоснабжения. Для его расчета можно воспользоваться следующей формулой:

Qв = с*m*Δt,

• с – удельная теплоёмкость воды, которая всегда равна 4200 Дж/кг*К,
• m – показывает массу воды в кг,
• Δt – разница температуры нагретой воды и воды, которая поступила из водопровода.

К примеру, среднестатистическая семья в среднем потребляет 150 л тёплой воды. Теплоноситель, который нагревает котёл имеет температуру равную 80 °С, а температура воды, поступающей из водопровода равна 10 °С, тогда Δt = 80 — 10 = 70 °С.

Qв = 4200*150*70 = 44 100 000 Дж или 12,25 кВт/ч.

После необходимо поступить следующим образом:

1. Допустим, нужно нагреть 150 л воды за один раз, значит ёмкость косвенного теплообменника равна 150 л, следовательно, к 28,58 кВт/ч необходимо прибавить 12,25 кВт/ч. Делается потому что показатель Qзаг меньше 40,83, следовательно, в помещении будет прохладнее ожидаемых 20 °С.
2. В случае, если нагрев воды происходит порционно, то есть ёмкость косвенного теплообменника составляет 50 л, показатель 12,25 нужно разделить на 3 и далее прибавить самостоятельно к 28,58. После этих расчётов Qзаг равен 32,67 кВт/ч. Полученный показатель это и есть мощность, котла, которая необходима для отопления помещения.

Как произвести расчёт по площади?

Такой расчёт является более точным, потому что учитывает огромное количество нюансов. Производится он по следующей формуле:

Q = 0,1*S*k1*k2*k3*k4*k5*k6*k7, здесь

1. 0,1 кВт – норма необходимого тепла на 1 кв. м.
2. S – площадь помещения, которое нужно отопить.
3. k1 показывает тепло, которое потерялось из-за строения окон, и имеет следующие показатели:

• 1,27 – у окна одно стекло;
• 1,0 – в помещении установлены окна со стеклопакетом;
• 0,85 – окна, которые имеют тройное стекло.

4. k2 показывает, тепло которое потерялось из-за площади окна (Sw). Sw Относится к площади пола Sf. Его показатели следующие:

• 0,8 при Sw/Sf = 0,1;
• 0,9 при Sw/Sf = 0,2;
• 1 при Sw/Sf = 0,3;
• 1,1 при Sw/Sf = 0,4;
• 1,2 при Sw/Sf = 0,5.

5. k3 показывает утечку тепла сквозь стены. Может быть следующим:

• 1,27 – некачественная теплоизоляция;
• 1 – стена дома имеет толщину 2-ух кирпичей или сам дом имеет утеплитель толщиной 15 см;
• 0,854 – хорошая теплоизоляция.

6. k4 показывает количество потерянного тепла из-за температуры снаружи здания. Имеет следующие показатели:

• 0,7, когда tз = -10 °С;
• 0,9 для tз = -15 °С;
• 1,1 для tз = -20 °С;
• 1,3 для tз = -25 °С;
• 1,5 для tз = -30 °С.

7. k5 показывает сколько тепла потерялось из-за наружных стен. Имеет следующие значения:

• 1,1 в здании одна внешняя стена;
• 1,2 в здании 2 внешних стены;
• 1,3 в здании 3 внешних стены;
• 1,4 в здании 4 внешних стены.

8. k6 показывает количество тепла, которое необходимо дополнительно и зависит от высоты потолка (Н). Имеет следующие показатели:

• 1 для Н = 2,5 м;
• 1,05 для Н = 3,0 м;
• 1,1 для Н = 3,5 м;
• 1,15 для Н = 4,0 м;
• 1,2 для Н = 4,5 м.

9. k7 показывает сколько тепла была потеряно. Зависит от типа постройки, которая расположена над отапливаемым помещением. Имеет следующие показатели:

• 0,8 отапливаемое помещение;
• 0,9 тёплый чердак;
• 1 холодный чердак.

В качестве примера возьмем те же исходные условия, кроме параметра окон, которые имеют тройной стеклопакет и составляют 30% от площади пола. Постройка имеет 4 наружных стены, а сверху над ней расположен холодный чердак.

Тогда расчет будет выглядеть так: Q = 0,1*200*0,85*1*0,854*1,3*1,4*1,05*1 = 27,74 кВт/ч. Данный показатель необходимо увеличить, для этого нужно самостоятельно добавить количество тепла, которое требуется для ГВС, если она подключена к котлу.

Вышеприведённые методы очень полезны, когда необходимо рассчитать мощность отопительного котла.

Расчёт реальной мощности котла длительного горения на примере «Теплодар» «Куппер Практик 8»

Конструкция большинства котлов рассчитана под конкретный вид топлива, на котором будет работать это устройство. В случае использования для котла другой категории топлива, которая не переназначена для него, КПД значительно сократиться. Также необходимо помнить о возможных последствиях использования того топлива, которое не предусмотрено производителем котельного оборудования.

Теперь продемонстрируем процесс расчёта на примере котла от производителя «Теплодар», модель «Куппер Практик 8». Это оборудование предназначено для системы отопления жилых домов и других помещений, которые имеют площадь меньше, чем 80 м². Также этот котёл является универсальным и может работать не только в закрытых системах отопления, но и в открытых с принудительной циркуляцией теплоносителя. Данный котел обладает следующими техническими характеристиками:

1. возможность использовать в качестве топлива дрова;
2. в среднем за час, он сжигает 10 дров;
3. мощность данного котла составляет 80кВт;
4. загрузочная камера имеет объём 300л;
5. КПД равен 85%.

Допустим, что для отопления помещения хозяин использует в качестве топлива дрова осинового дерева. 1 кг данного вида дров даёт 2,82 кВт/ч. За один час, котёл потребляет 15кг дров, следовательно, он выдаёт тепла 2,82*15*0,87 = 36,801 кВт/ч тепла (0,87 является КПД).

Этого оборудования недостаточно для отопления помещения, которое имеет теплообменник объёмом 150 л, но если ГВС имеет теплообменник объёмом 50 л, то мощности данного котла будет вполне достаточно. Для того чтобы получить нужный результат 32,67 кВт/ч необходимо потратить 13,31 кг осиновых дров. Производим расчёт по формуле (32,67/ (2,82*0,87) = 13,31). В данном случае необходимое тепло было определённо методом расчёта по объёму.

Также можно произвести самостоятельный расчёт и узнать время, которое потребуется котлу для того, чтобы сжечь все дрова. 1 л дров осиного дерева имеет вес 0,143 кг. Следовательно, в отделении для загрузки поместится 294*0,143 = 42 кг дров. Столько дров будет достаточно для поддержания тепла более чем 3 часа. Это слишком непродолжительное время, поэтому в данном случае необходимо найти котёл, у которого размер топки в 2 раза больше.

Также можно поискать топливный котёл, который рассчитан на несколько видов топлива. Например, котёл от того же производителя «Теплодар», только модели «Куппер ПРО 22», который может работать не только на дровах, но и на углях. В данном случае при использовании разных видов топлива будет разная мощность. Расчёт проводится самостоятельно, учитывая эффективность каждого вида топлива отдельно, а позже выбирается наилучший вариант.

Сколько энергии дают разные типы горючего?

В данном случае показатели будут следующие:

1. При сгорании 1 кг высушенных опилок или небольшой стружки хвойного дерева выдача 3,2 кВт/ч. При условии, что 1л высушенных опилок весит 1,100 кг.
2. Ольха имеет более высокую теплоотдачу и даёт 3 кВт в час, при весе 300 грамм.
3. Деревья, которые относятся к видам твердолиственных, дают 1 кВт, имея вес 300 грамм.
4. Уголь из камня даёт почти 5 кВт, при весе 400 грамм.
5. Торф из Белоруссии даёт 2еВт, при весе в 340 грамм.

Некоторые производители топлива в информации пишут срок сгорания одной загрузки, но не предоставляют информацию о том, сколько топлива выгорает за 1 час.

В такой ситуации необходимо произвести дополнительные расчёты:

• Определить максимальную массу горючего, которая способна уместиться в отделении для загрузки горючего.
• Узнать, сколько тепла может отдать котёл, работающий на данном виде сырья;
• Какая уровень теплоотдачи будет за 1 час. Данное число необходимо самостоятельно разделить на тот период, за который выгорит всё количество дров.

Подводя итог, можно сказать, что данные, которые будут получены в результате всех расчётов, и будут показывать настоящую мощность твёрдотопливного котельного оборудования, которую он сможет выдать в течение 1 часа.

Видео с Вебинара от компании «Теплодар»

mediagallery.teplodar.ru

Типичные ошибки при выборе котла

Правильный расчет мощности газового котла позволит не только сэкономить на расходных материалах, но и повысит КПД прибора. Оборудование, теплоотдача которого превышает реальные потребности в тепле, будет работать неэффективно, когда как недостаточно мощное устройство не сможет обогреть помещение должным образом.

Существует современное автоматизированное оборудование, которое самостоятельно регулирует подачу газа, что избавляет от нецелесообразных расходов. Но если такой котел выполняет свою работу на пределе возможностей, то уменьшаются сроки его эксплуатации, снижается КПД, быстрее изнашиваются детали, образовывается конденсат. Поэтому возникает необходимость расчетов оптимальной мощности.

Бытует мнение, что мощность котла зависит исключительно от площади поверхности помещения, и для любого жилища оптимальным будет расчет 100 Вт на 1 кв.м. Поэтому, чтобы подобрать мощность котла, например, на дом 100 кв. м, потребуется оборудование, вырабатывающее 100*10=10000 Вт или 10 кВт.

Такие расчеты в корне неверны в связи с появлением новых отделочных материалов, усовершенствованных утеплителей, которые снижают необходимость приобретения оборудования высокой мощности.

Осуществить расчет мощности газового котла отопления можно двумя способами – вручную или с использованием специальной программы Valtec, которая предназначена для профессиональных высокоточных расчетов.

Необходимая мощность оборудования напрямую зависит от теплопотерь помещения. Узнав показатель теплопотерь, можно высчитать мощность газового котла или любого другого отопительного прибора.

Что такое теплопотери помещения?

Любое помещение имеет определенные теплопотери. Тепло выходит из стен, окон, полов, дверей, потолка, поэтому задача газового котла – компенсировать количество выходящего тепла и обеспечить определенную температуру в помещении. Для этого необходима определенная тепловая мощность.

На теплопотери дома влияют следующие факторы.

• Расположение дома. Каждый город имеет свои климатические особенности. В расчетах теплопотерь необходимо учитывать критическую отрицательную температуру, характерную для региона, а также среднюю температура и продолжительность отопительного сезона (для точных расчетов с использованием программы).
• Расположения стен относительно сторон света. Известно, что в северной стороне располагается роза ветров, поэтому теплопотери стены, находящейся в этой области, будут наибольшими. В зимнее время с западной, северной и восточной стороны дует с большой силой холодный ветер, поэтому теплопотери этих стен  будут выше.
• Площадь отапливаемого помещения. От размеров помещения, площади стен, потолков, окон, дверей зависит количество уходящего тепла.
• Теплотехника строительных конструкций. Любой материал имеет свой коэффициент теплового сопротивления и коэффициент теплоотдачи – способности пропускать через себя определенное количество тепла. Чтобы их узнать, необходимо воспользоваться табличными данными, а также применить определенные формулы. Информацию о составе стен, потолков, полов, их толщине можно найти в техническом плане жилья.
• Оконные и дверные проемы. Размер, модификация двери и стеклопакетов. Чем больше площадь оконных и дверных проемов, тем выше теплопотери. Важно учитывать характеристики установленных дверей и стеклопакетов при расчетах.
• Учет вентиляции. Вентиляция всегда существует в доме независимо от наличия искусственной вытяжки. Через открытые окна происходит проветривание помещения, движение воздуха создается при закрытии и открытии входных дверей, хождении людей из комнаты в комнату, что способствует уходу теплого воздуха из помещения, его циркуляции.

Зная вышеперечисленные параметры, можно не только вычислить тепловые потери дома и определить мощность котла, но и выявить места, нуждающиеся в дополнительном утеплении.

Формулы для расчета теплопотерь

Данные формулы можно использовать для расчета теплопотерь не только частного дома, но и квартиры. Перед началом вычислений необходимо изобразить план помещения, отметить расположение стен относительно сторон света, обозначить окна, дверные проемы,  а также вычислить размеры каждой стены, оконных и дверных проемов.

При расчете теплопотерь используются две формулы – с помощью первой определяют величину теплосопротивления ограждающих конструкций, с помощью второй – теплопотери.

Для определения теплосопротивления используют выражение:

Здесь:

• R – величина теплосопротивления ограждающих конструкций, измеряющееся в (м²*К)/Вт.
• K – коэффициент теплопроводности материала, из которого изготовлена ограждающая конструкция, измеряется в Вт/(м*K).
• В – толщина материала, записывающаяся в метрах.

Коэффициент тепловой проводимости K является табличным параметром, толщина B берется из технического плана дома.

Также используется основная формула расчета теплопотерь

В выражении:

• Q – теплопотери, измеряются в Вт.
• S – площадь ограждающих конструкций (стен, полов, потолков).
• dT – разность между желаемой температурой внутреннего помещения и внешней, измеряется и записывается в С.
• R – значение теплового сопротивления конструкции, м²•С/Вт, которое находится по формуле выше.
• L – коэффициент, зависящий от ориентированности стен относительно сторон света.

Имея под рукой необходимую информацию, можно вручную вычислить теплопотери того или иного здания.

Пример расчета тепловых потерь

В качестве примера высчитаем теплопотери дома, обладающего заданными характеристиками.

Исходя из плана, ширина конструкции составляет 10 м, длина — 12 м, высота потолков — 2.7 м, стены ориентированы на север, юг, восток и запад. В западной стене встроено 3 окна, два из них имеют габариты 1.5х1.7 м , одно — 0.6х0.3 м.

В южной стене встроены двери с габаритами 1.3х2 м, присутствует также небольшое окно 0.5х0.3 м. С восточной стороны располагаются два окна 2.1х1.5 м и одно 1.5х1.7 м.

Стены состоят из трех слоев:

• обшивка стен ДВП (изоплита) снаружи и изнутри —  1.2 см каждая, коэффициент — 0.05.
• стекловата, располагающейся между стенами, ее толщина 10 см и коэффициент — 0.043.

Тепловое сопротивление каждой из стен рассчитывается отдельно, т.к. учитывается расположение конструкции относительно сторон света, количество и площадь проемов. Результаты вычислений по стенам суммируются.

Пол многослойный, на всей площади выполнен по одной технологии, включает в себя:

• обрезанную доску шпунтованную, ее толщина 3.2 см, коэффициент теплопроводности — 0.15 .
• слой сухого выравнивания ДСП толщиной 10 см и коэффициентом 0.15.
• утеплитель – минеральную вату толщиной 5 см, коэффициент 0.039.

Допустим, что ухудшающих теплотехнику люков в подвал и подобных отверстий пол не имеет. Следовательно, расчет производится для площади всех помещений по единой формуле.

Потолки выполнены из:

• деревянных щитов 4 см с коэффициентом 0.15.
• минеральной ваты 15 см, ее коэффициент — 0.039.
• паро-, гидроизоляционного слоя.

Предположим, что у потолочного перекрытия тоже нет выхода на чердак над жилым или хозяйственным помещением.

Дом располагается в Брянской области, в городе Брянск, где критическая отрицательная температура составляет -26 градусов. Опытным путем установлено, что температура земли составляет +8 градусов. Желаемая температура в помещении + 22 градуса.

Вычисление тепловых потерь стен

Чтобы найти общее тепловое сопротивление стены, сперва необходимо вычислить тепловое сопротивление каждого ее слоя.

Слой стекловаты имеет толщину 10 см. Эту величину необходимо перевести в метры, то есть

Получили значение В=0.1. Коэффициент теплопроводности теплоизоляции – 0.043. Подставляем данные в формулу теплового сопротивления и получим:

R_стекл=0.1/0.043=2.32

По аналогичному примеру, рассчитаем сопротивление к теплу изоплиты:

R_изопл=0.012/0.05=0.24

Общее тепловое сопротивление стены будет равно сумме теплового сопротивления каждого слоя, учитывая, что слоя ДВП у нас два.

R=R_стекл+2*R_изопл=2.32+2*0.24=2.8

Определив общее тепловое сопротивление стены, можно найти тепловые потери. Для каждой стены они высчитываются отдельно. Рассчитаем Q для северной стены.

Исходя из плана, северная стена не имеет оконных отверстий, ее длина – 10 м, высота – 2.7 м. Тогда площадь стены S вычисляется по формуле:

S_{сев.стен}=10*2.7=27

Рассчитаем параметр dT. Известно, что критическая температура окружающей для Брянска — -26 градусов, а желаемая температура в помещении — +22 градуса. Тогда

dT=22-(-26)=48

Для северной стороны учитывается добавочный коэффициент L=1.1.

Сделав предварительные расчеты, можно использовать формулу для расчета теплопотерь:

Q_{сев.стены}=27*48*1.1/2.8=509 (Вт)

Рассчитаем теплопотери для западной стены. Исходя из данных, в нее встроено 3 окна, два из них имеют габариты 1.5х1.7 м и одно — 0.6х0.3 м. Высчитаем площадь.

S_{зап.стены1}=12*2.7=32.4.

Из общей площади западной стены необходимо исключить площадь окон, ведь их теплопотери будут другими. Для этого нужно рассчитать площадь.

S_окн1=1.5*1.7=2.55

S_окн2=0.6*0.4=0.24

Для расчетов теплопотерь будем использовать площадь стены без учета площади окон, то есть:

S_{зап.стены}=32.4-2.55*2-0.24=25.6

Для западной стороны добавочный коэффициент равен 1.05. Полученные данные подставляем в основную формулу расчета теплопотерь.

Q_{зап.стены}=25.6*1.05*48/2.8=461.

Аналогичные расчеты делаем для восточной стороны. Здесь располагаются 3 окна, одно имеет габариты 1.5х1.7 м, два других – 2.1х1.5 м. Вычисляем их площадь.

S_окн3=1.5*1.7=2.55

S_окн4=2.1*1.5=3.15

Площадь восточной стены равна:

S_{вост.стены1}=12*2.7=32.4

Из общей площади стены вычитаем значения площади окон:

S_{вост.стены}=32.4-2.55-2*3.15=23.55

Добавочный коэффициент для восточной стены -1.05. Исходя из данных, вычисляем тепловые потери восточной стены.

Q_{вост.стены}=1.05*23.55*48/2.8=424

На южной стене располагается дверь с параметрами 1.3х2 м и окно 0.5х0.3 м. Высчитываем их площадь.

S_окн5=0.5*0.3=0.15

S_двер=1.3*2=2.6

Площадь южной стены будет равна:

S_{южн.стены1}=10*2.7=27

Определяем площадь стены без учета окон и дверей.

S_{южн.стены}=27-2.6-0.15=24.25

Вычисляем теплопотери южной стены с учетом коэффициента L=1.

Q_{южн.стены}=1*24.25*48/2.80=416

Определив теплопотери каждой из стен, можно найти их общие тепловые потери по формуле:

Q_стен=Q_{южн.стены}+Q_{вост.стены}+Q_{зап.стены}+Q_{сев.стены}

Подставив значения, получим:

Q_стен=509+461+424+416=1810 Вт

В итоге потери тепла стен составили 1810 Вт в час.

Расчет тепловых потерь окон

Всего в доме 7 окон, три из них имеют габариты 1.5х1.7 м, два — 2.1х1.5 м, одно — 0.6х0.3 м и еще одно — 0.5х0.3 м.

Окна с габаритами 1.5х1.7 м представляет собой профиль ПВХ двухкамерный c И-стеклом. Из технической документации можно узнать, что его R=0.53. Окна с габаритами 2.1х1.5 м двухкамерные с аргоном и И-стеклом, имеют тепловое сопротивление R=0.75, окна 0.6х0.3 м и 0.5х0.3 — R=0.53.

Площадь окон была вычислена выше.

S_окн1=1.5*1.7=2.55

S_окн2=0.6*0.4=0.24

S_окн3=2.1*1.5=3.15

S_окн4=0.5*0.3=0.15

Также важно учитывать ориентацию окон относительно сторон света.

Рассчитаем тепловые потери западных окон, учитывая коэффициент L=1.05. На стороне располагаются 2 окна с габаритами 1.5х1.7 м и одно с 0.6х0.3 м.

Q_окн1=2.55*1.05*48/0.53=243

Q_окн2=0.24*1.05*48/0.53=23

Итого общие потери западных окон составляют

Q_{зап.окон}=243*2+23=509

В южной стороне располагается окно 0.5х0.3, его R=0.53. Вычислим его теплопотери с учетом коэффициента 1.

Q_{юж.окон}=0.15*48*1/0.53=14

На восточной сторон располагается 2 окна с габаритами 2.1х1.5 и одно окно 1.5х1.7. Рассчитаем тепловые потери с учетом коэффициента L=1.05.

Q_окн1=2.55*1.05*48/0.53=243

Q_окн3=3.15*1.05*48/075=212

Суммируем тепловые потери восточных окон.

Q_{вост.окон}=243+212*2=667.

Общие теплопотери окон будут равны:

Q_окон=Q_{вост.окон}+Q_{юж.окон}+Q_{зап.окон}=667+14+509=1190

Итого через окна выходит 1190 Вт тепловой энергии.

Определение теплопотерь дверей

В доме предусмотрена одна дверь, она встроена в южную стену, имеет габариты 1.3х2 м. Исходя из паспортных данных, теплопроводность материала двери составляет 0.14, ее толщина — 0.05 м. Благодаря этим показателям можно вычислить тепловое сопротивление двери.

R_двери=0.05/0.14=0.36

Для расчетов понадобиться вычислить ее площадь.

S_двери=1.3*2=2.6

После расчета теплового сопротивления и площади можно найти теплопотери. Дверь располагается с южной стороны, поэтому используем дополнительный коэффициент 1.

Q_двери=2.6*48*1/0.36=347.

Итого, через дверь выходит 347 Вт тепла.

Вычисление теплового сопротивления пола

По технической документации, пол многослойные, по всей площади выполнен одинаково, имеет габариты 10х12 м. Вычислим его площадь.

S_пола=10*12=210.

В состав пола входят доски, ДСП и утеплитель.

Тепловое сопротивление необходимо вычислить для каждого слоя пола отдельно.

R_досок=0.032/0.15=0.21

R_дсп=0.01/0.15= 0.07

R_{утеплит}=0.05/0.039=1.28

Общее теплосопротивления пола составляет:

R_пола=R_досок+R_дсп+R_{утеплит}=0.21+0.07+1.28=1.56

Учитывая, что зимой температура земли держится на отметке +8 градусов, то разность температур будет равна:

dT=22-8=14

Используя предварительные расчеты, можно найти тепловые потери дома через пол.

При расчете тепловых потерь пола принимаем во внимание коэффициент L=1.

Q_пола=210*14*1/1.56=1885

Общие теплопотери пола составляют 1885 Вт.

Расчет теплопотерь через потолок

При расчете тепловых потерь потолка учитывается слой минеральной ваты и деревянные щиты. Паро-, гидроизоляция не участвует в процессе теплоизоляции, поэтому ее во внимание не берем. Для расчетов нам понадобиться найти тепловое сопротивление деревянных щитов и слоя минеральной ваты. Используем их коэффициенты теплопроводности и толщину.

R_{дер.щит}=0.04/0.15=0.27

R_{мин.вата}=0.05/0.039=1.28

Общее теплосопротивление будет равно сумме R_{дер.щит} и R_{мин.вата}.

R_кровли=0.27+1.28=1.55

Площадь потолка такая же, как и пола.

S _{потолка} = 120

Далее производится подсчет тепловых потерь потолка, учитывая коэффициент L=1.

Q_{потолка}=120*1*48/1.55=3717

Итого через потолок уходит 3717 Вт.

Чтобы определить общие теплопотери дома, необходимо сложить теплопотери стен, окон, двери, потолка и пола.

Q_общ=1810+1190+347+1885+3717=8949 Вт

Чтобы обогреть дом с указанными параметрами необходим газовый котел, поддерживающий мощность 8949 Вт или около 10 кВт.

Определение теплопотерь с учетом инфильтрации

Инфильтрация — естественный процесс теплообмена между внешней средой, который происходит во время движения людей по дому, при открытии входных дверей, окон.

Для расчета теплопотерь на вентиляцию можно использовать формулу:

Q_инф=0.33*K*V*dT

В выражении:

• K — расчетная кратность воздухообмена, для жилых комнат используют коэффициент 0.3, для помещений с обогревом — 0.8, для кухни и санузла — 1.
• V — объем помещения, рассчитывается с учетом высоты, длины и ширины.
• dT — разница температур между окружающей средой и жилой дома.

Аналогичную формулу можно использовать в случае, если в помещении установлена вентиляция.

Высота помещения — 2.7 м, ширина — 10 м, длина — 12 м. Зная эти данные, можно найти его объем.

V=2.7х10х12=324

Разность температур будет равна

dT=48

В качестве коэффициента K берем показатель 0.3. Тогда

Q_инф=0.33*0.3*324*48=1540

К общему расчетному показателю Q необходимо добавить Q_инф. В итоге

Q_общ=1540+8949=10489.

Итого с учетом инфильтрации теплопотери дома составят 10489 Вт или 10.49 кВт.

Расчет мощности котла

При расчете мощности котла необходимо использовать коэффициент запаса 1.2. То есть мощность будет равна

Здесь:

• Q — теплопотери здания.
• k — коэффициент запаса.

В нашем примере подставим Q=9237 Вт и вычислим необходимую мощность котла.

W=10489*1.2=12587 Вт.

С учетом коэффициента запаса необходимая мощность котла для обогрева дома 120 м² равна примерно 13 Вт.

Выводы и полезное видео по теме

В данном видео можно узнать, как рассчитать теплопотери дома и мощность котла с использованием программы Valtec.

Грамотный расчет теплопотерь и мощности газового котла по формулам или программными методам позволяет определить с высокой точностью необходимые параметры оборудования, что позволяет исключить необоснованные расходы на топливо.

sovet-ingenera.com

Достоинства и недостатки автономного отопления

Автономное отопление имеет много преимуществ, к примеру, оно позволяет обеспечить тепло в доме, находясь за много километров от цивилизации. К тому же современные системы довольно экономны. Есть сделать правильную развязку и провести оптимальный расчёт мощности, то вы получите весомую экономию.

Существует много котлов, которые отличаются по цене и возможностям эксплуатации. Обычно, чем выше цена, тем дешевле эксплуатация. Но у всех аппаратов есть одно общее достоинство. Они позволяют подключать отопление тогда, когда оно вам необходимо. Просто сделайте правильный расчёт, и во всех помещения будет тепло.

Современные котлы с отопительной жидкостью могут сохранять свои эксплуатационные качества даже в большие морозы. В отличие от моделей, у которых внутри бака вода: стоит температуре внутри дома опуститься ниже нуля, как жидкость замёрзнет и нанесёт огромный ущерб системе.

Проводим расчёты самостоятельно

Перед тем как провести точный расчёт мощности будущего котла для отопления, вам следует ознакомиться с основными величинами, которые позволят вам провести данную операцию. В действительности, их всего две:

• S — площадь;
• W_уд — мощность отопительного элемента для десяти квадратных метров.

Последняя величина во многом зависит от местности, в которой вы находитесь. Проще говоря, при расчёте нужно сделать поправку на климатические условия. Это позволит вам выбрать оптимальный аппарат, который к тому же позволит сэкономить как на эксплуатации системы, так и на её покупке.

Чтобы вам было проще провести расчёт мощности котла отопления именно для вашей области, вот основные показатели по территории России:

• Московская область — 1,2—1,5 кВт.
• Север — 1,5—2 кВт.
• Юг — 0,7—09 кВт.

Чтобы провести расчёт мощности котла для отопления вам нужно взять площадь и умножить на удельную мощность, которая необходима для комфортного прохождения зимнего периода для вашей области. Сама формула выглядит следующим образом:

W_кот=(S*W_уд)/10.

Таким способом вы сможете сделать расчёт мощности котла отопления. Просто возьмите показатель удельной мощности из списка. Многие строительные компании для простоты используют в подсчётах единицу. Но это не совсем правильно, так как не даёт возможности точно подобрать оборудование, тем самым минимизировав затраты.

Если же говорить о каком-либо среднем показателе, то это будет 10 кВт на 100 м². Но подобную цифру нельзя полностью считать объективной. Для того чтобы получить гарантию того, что зимой у вас дома будет тепло в расчёт мощности котла для отопления нужно включить 15 процентную надбавку.

Пример

Как видите, провести расчёт мощность котла отопления по площади дома не так-то уж и сложно. Достаточно просто знать суммарную площадь отапливаемых помещений и удельную мощность для вашего региона. Но на всякий случай рассмотрим конкретный пример вычислений.

Для простоты расчётов возьмём здание, площадь которого равняется ста метрам. Пусть этот дом находится в Московской области. В таком случае показатель удельной мощности для него составит 1,2 кВт. Дальше нам остаётся только подставить имеющиеся у данные в формулу, чтобы создать оптимальную систему отопления:

W_кот = (100х1,2)/10 =12.

Чтобы обогреть дом в Московской области не более 100 м², нужен обогреватель с мощностью не менее 12 кВт. Для большей уверенности к этой цифре нужно добавить 15 процентов. Итогом расчёта мощности для котла отопления станет цифра в 13,8 кВт.

Рассчитываем мощность радиаторов

Безусловно, найти необходимую мощность для котла отопления крайне важно. Но чтобы устройство показало свои настоящие способности также нужно установить правильные радиаторы.

Поэтому для того чтобы использовать котёл отопления на максимум нужно правильно сделать расчёт мощности для каждого из радиаторов, которые будут устанавливаться в комнатах. В качестве примера возьмём радиатор из алюминия. Монтаж будет происходить в комнате, площадь которой составляет 14 м². Высота потолков три метра.

Начать нужно с вычисления объёма. Для этого достаточно умножить площадь на высоту. В результате мы получим 42 квадратных метра. Чтобы не усложнять расчёт возьмём климатические показатели средней полосы России. Это 41 Ватт на один метр кубический. Проведём нехитрые подсчёты и получим мощность в 1722 Вт.

Имея конечную цифру можно узнать, сколько секций необходимо радиатору, который через сетку труб будет подключаться к котлу определённой мощности. Теплоотдача одной секции у радиатора данного класса составляет 150 Вт. После проведённых расчётов мы получим 12 секций. Это округлённая цифра.

Как видите, самым важным параметром радиаторов, которые подключаются к котлу, является теплоотдача каждой секции. Сверху был приведён пример расчёта для алюминиевой конструкции с биметаллическими пластинами. Для чугунного изделия этот параметр будет совсем другим.

Виды котлов

Классификация и особенности выбора

Особое значение имеет вид котла при организации автономного отопления в доме. Сейчас в большинстве современных построек устанавливают такие виды котлов:

• электрические,
• газовые,
• твердотопливные,
• жидкотопливные.

Каждый из этих видов имеет уникальные характеристики. Поэтому при установке учитываются такие параметры:

• периодичность использования загородного дома,
• количество жителей,
• региона,
• метраж и т. д.

Также вид котла во многом влияет на его стоимость. Из-за этого при покупке необходимо проявлять двойную осторожность.

Виды

Твердотопливный котёл отопления имеет такие характерные качества:

• ценовую доступность,
• полную автономность,
• экономичность.

Важным недостатком устройства является сравнительно невысокий КПД. Мало того, для хранения твердого топлива требуется немало места. Но самым важным недостатком, твердотопливного котла, который необходимо учесть при расчётах является непостоянность температуры. На протяжении суток она может опускаться или подниматься на 2-3 градуса.

Электрический котёл отопления имеет следующие достоинства:

• компактность,
• экологичность,
• лёгкость в эксплуатации.

Главный недостаток электрического котла отопления — это высокая стоимость энергии, и это обязательно нужно учесть при расчётах. Котлы на жидком топливе отличаются высоким удобством эксплуатации. Тем менее их пожароопасность находится на высоком уровне.

Газовые отопительные котлы довольно экономичны. Особенно с учётом того, что цены на газ находятся на доступном уровне. Их очень часто устанавливают в разнообразных организациях. К их достоинствам можно причислить:

• простоту в эксплуатации,
• экономичность,
• компактность.

К сожалению, их выгода во многом зависит от цены на газ. Если она вырастет, то использовать оборудование такого вида будет просто нерентабельно.

bouw.ru