Как рассчитать мощность газового котла

Грамотный расчёт показателей мощности газового котла для частного домовладения позволяет обеспечить максимальную эффективность тепловой отдачи в холодное время года и существенно сократить расходы на оплату обогрева помещений разного назначения. Теплопотери в жилых зданиях различаются, что определяется используемыми в строительстве материалами и уровнем утепления основных конструктивных элементов строения.

Основная цифра – теплопотери

Расчётные показатели монтируемого в доме газового котла напрямую зависят от размеров теплопотерь. Главные источники значительной потери тепловой энергии в любых частных домах представлены не только вентиляционной системой (20-25%), но также:

На участках стыков стен и пола теряется порядка 28-30% тепла, а через кровельные конструкции уходит примерно 25-30% тепловой энергии. Неутеплённые стены, пол и окна становится причиной потери 10-15%. Следует отметить, что в старых домовладениях теплопотери через конструктивные элементы часто достигают 40-70%, а обязательному утеплению должны подвергаться участки примыканий, являющиеся мостиками холода.

Просто гигантские расходы на обогрев отмечаются в неутеплённых строениях, поэтому с целью сокращения потерь тепловой энергии необходимо использовать теплоизоляционные материалы, выбор которых определяется материалом стен, фундамента, а также пола и кровли. Повышенное внимание утеплению уделяется в регионах с суровыми климатическими условиями и частыми температурными перепадами.

Как правило, недостаточно качественно осуществляется утепление подвальных помещений и полов в частных домовладениях. При этом неутеплённая цокольная часть характеризуется очень хорошей теплопроводностью. Выполнение теплоизоляции цоколя уже построенного и эксплуатируемого дома предполагает значительные денежные расходы и трудозатраты, что обусловлено необходимостью осуществлять утепление в соответствии с глубиной промерзания грунта, примерно на 80-90 см. В подобной ситуации целесообразно применять теплоизоляцию пола и подвала.

Простая формула расчёта

Самым доступным и интуитивно понятным вариантом самостоятельного расчёта требуемой мощности отопительного газового котла является учёт площади строения. В результате оценки многолетних сведений по тепловым потерям в частных домовладениях удалось выявить простую закономерность, согласно которой на один метр квадратный отапливаемой площади должно приходиться порядка 100 Вт тепловой энергии. Такие упрощённые расчёты справедливы для строений, имеющих среднестатистические характеристики:

• остекление – стандартное;
• высота пололка – 250-270 см;
• утепление – средние показатели.

Ориентируясь на такие данные, можно измерить размеры помещений и элементарно определить приблизительные показатели мощности отопительной системы. При этом целесообразно округлять полученный при расчётах результат в большую сторону, а также не пренебрегать стандартным запасом по мощности и корректированием результатов в соответствии с климатическими условиями в регионе эксплуатации теплового генератора:

W = S × W_уд / 10

• W – требуемые показатели мощности отопительного оборудования;
• S – площадь домовладения, включая жилые и подсобные помещения;
• W_уд – показатели удельной мощности для обогрева 10 кв. метров.

Например, если кирпичное жилое строение имеет длину стен 12×10 м, то общая площадь всех помещений, обозначаемая S, составляет 120 м 2 , а показатели удельной мощности принимаются за единицу. В соответствии с приведённой выше формулой расчёты будут выглядеть следующим образом:

120 × 1,0 / 10 = 12 кВт

Региональный коэффициент, используемый при самостоятельном расчёте показателей мощности приборов отопительного оборудования:

• южные районы – 0,9;
• средняя полоса – 1,2;
• северные районы – 2,0;
• Московская область – 1,5.

При этом важно помнить, что полученный в итоге расчётов результат подлежит коррекции с учётом таких показателей, как материал, используемый в строительстве и отделке, вариант утепления здания, а также конструктивные особенности кровли и цокольной части.

Приблизительный подбор

Исходя из указанной выше формулы, для приблизительного расчёта мощности газового котла используются стандартные данные: 100 Вт на 1 кв. метр отапливаемой площади. При желании также можно воспользоваться простыми онлайн-калькуляторами, осуществляющими расчёт показателей мощности котла для отопления домовладения. В поля такого бесплатного онлайн приложения необходимо ввести несколько основных параметров:

• общая площадь помещения;
• тип остекления в помещениях;
• высота потолков в домовладении;
• толщина теплоизолирующего слоя;
• соотношение площадей окон и пола;
• минимальные наружные температуры;
• количество наружных стен домовладения.

В зависимости от полученного результата можно подобрать оптимальный вариант котла для отопления, учитывая некоторый запас мощности. Дополнительная производительность отопительного прибора позволит выполнить в последующем расширение площади дома без полной замены котла.

Используемые в частных домах котлы

В частных домовладениях в качестве основного теплового генератора могут выступать котлы, различающиеся не только показателями мощности, но и другими техническими параметрами, включая вид топлива и функционал. Выпускаемое оборудование работает на твёрдом (древесина, специальные пиллеты, уголь), жидком, газообразном (магистральный и баллонный газ) видах топлива, а также от традиционной электрической сети.

Конструктивные особенности:

• по материалу исполнения – чугунные или стальные модели;
• по способу монтажа – напольные или настенные модели;
• по числу контуров – одно- или двухконтурные модели.

Энергонезависимые приборы способны функционировать без подключения к электросети, а при монтаже энергозависимых котлов нужно помнить, что системы с принудительной циркуляцией теплового носителя не способны работать без наличия электричества.

Приобретая теплогенерирующий прибор требуется учитывать большое количество критериев. В этом плане особое внимание уделяется стоимости котла, особенностям выполнения монтажа и установки системы отопления, мощности устройства и количеству контуров, виду используемого топлива, а также варианту удаления всех отработанных газов.

К самым доступным с точки зрения цены котлам относятся модели отечественного производства, а выбирать устройство по типу топлива нужно с учётом климатических условий и существующих возможностей, присущих населённому пункту, в котором предполагается эксплуатировать дом. При желании вполне можно значительно повысить производительность системы и равномерность прогрева помещений при помощи специального теплового аккумулятора, присоединяемого к установленному отопительному котлу.

Если мощность котла будет больше нужной?

Выбирая газовый котёл для частного домовладения, следует ориентироваться на производительность прибора, которая должна соответствовать мощности, требуемой для полноценного обогрева строения. Такой вариант станет оптимальным, потому что приобретение несоответствующего по показателям мощности устройства часто вызывает проблемы:

• маломощные котлы функционируют на предельном уровне своих возможностей, что становится причиной достаточно быстрого выхода системы отопления из строя;
• модели с чрезмерно высокими показателями мощности имеют более высокую стоимость, а также потребляют большое количество энергии, но автоматизированные котлы вполне могут работать в экономичном режиме.

Важно помнить, что при выборе прибора обогрева согласно его показателям мощности, в обязательном порядке учитываются такие факторы, как наличие других источников отопления, включая систему «тёплый пол», печи или камины, конвекторы, а также назначение отапливаемого помещения.

Как рассчитать необходимую мощность котла для отопления частного дома

От тепловой мощности котла зависит эффективность работы системы отопления. При недостаточной теплопроизводительности система отопления не сможет удерживать комфортную температуру. Если речь идет о газовом или жидкотопливном котле, важно не переусердствовать и с запасом мощности, из-за чего нарушится нормальная работа котла, увеличится расход топлива.

Читайте в статье

Что такое мощность котла и как ее узнать

Тепловая мощность котла – это максимальное количество тепловой энергии, передаваемой теплоносителю в процессе сгорания топлива (измеряется в киловаттах/час или просто кВт). Это означает, что котел мощностью 20 кВт при непрерывной работе на максимальной мощности за час выработает и передаст теплоносителю 20 кВт тепловой энергии.

Определить мощность котла можно несколькими способами:

• поискать список технических характеристик на корпусе котлоагрегата;
• найти значение в паспорте модели. Если документация не сохранилась, можно поискать электронную версию или изучить предложения интернет-магазинов, которые обязательно указывают в описании модели ее номинальную мощность; Место расположения технических характеристик на корпусе котла
• если речь идет о газовом котле, можно узнать примерную теплопроизводительность по расходу газа, для чего необходимо проверить и зафиксировать сколько кубометров котел потребляет при беспрерывной работе на максимальной мощности. Удельная теплота сгорания газа – величина постоянная и равна 9,3 кВт. Также важно учитывать КПД котла (его также можно найти в списке технических характеристик), для старых советских моделей это значения в районе 70-85%, у новых моделей КПД в пределах 86-94%. Итого, максимальная мощность = 9,3 кВт (удельная теплота сгорания природного газа)*0,8 (если КПД 80%)*2,5 куб. м/час (полученный расход газа в час) = 18,6 кВт. Аналогичным способом можно посчитать примерные значения для твердотопливного, жидкотопливного или электрического котла.

Увеличить теплопроизводительность бытового котла без серьезных небезопасных изменений его конструкции невозможно, поэтому к выбору минимально необходимой мощности необходимо подходить ответственно. Если ее будет недостаточно, придется устанавливать дополнительный котлоагрегат или производить утепление стен, пола и потолка, замену окон и дверей в целях снижения теплопотерь.

Способы подбора минимально необходимой мощности котла

Чтобы поддерживать в каждом помещении комфортную температуру, теплопроизводительность системы отопления (соответственно и котла) должна обеспечивать теплопотери дома, которые также измеряются в кВт. То есть теплопроизводительнось котлоагрегата = суммарные тепловые потери дома через стены, пол, потолок, фундамент окна и двери + запас на случай более сильных морозов.

Наглядное изображение теплопотерь частоного дома.

Расчет мощности котла отопления по площади дома

Наиболее простой и распространенный способ. Исходя из практики, для среднестатистического частного дома в климатической зоне Подмосковья, с кладкой в 2 кирпича и высотой потолков 2,7 м на каждые 10 м 2 необходим 1 кВт тепловой мощности (именно такое соотношение соответствует среднестатистическим теплопотерям). Также мы рекомендуем закладывать запас мощности в 15-25%.

Например, для вышеописанного дома площадью 100 кв. м. минимальная мощность котла = 100 м 2 : 10 * 1,2 (20% запаса) = 12 кВт.

Также при расчете мощности котла отопления по площади дома можно делать поправки с учетом утепленности дома. Так, для среднеутепленного дома (наличие 100-150 мм слоя теплоизоляции или стены из бруса) на каждые 10 м 2 может приходиться 0,5-0,7 кВт теплопотерь. Для хорошо утепленного дома с небольшой площадью остекления норма составляет 0,4-0,5 кВт на каждые 10 м 2 .

Поэтому, если ваш случай кардинально отличается от среднестатистичекого вышеописанного дома, стоит рассчитать мощность котла более точным методом с учетом всех особенностей, он описан одним пунктом ниже.

Как выбрать комнатный термостат и экономить до 30% в месяц на отоплении

Расчет по объему помещения

Еще один довольно простой способ, основанный на СНиП и обычно применяемый для квартир. За исходную величину берется не площадь, а кубатура отапливаемых помещений. Согласно методике, указанной в СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», норма удельного расхода тепловой энергии:

• для кирпичного многоквартирного дома – 0,034 кВт/м 3 ;
• для панельного многоквартирного дома – 0,041 кВт/м 3 .

Зная эти нормы, площадь квартиры и высоту потолков, можно использовать способ расчета мощности котла отопления по объему помещений.

Например, для квартиры панельного многоквартирного дома площадью 150 кв. м. и высотой потолков 2,7 м (без внешнего и внутреннего утепления стен), минимальная теплопроизводительность = 2,7*150*0,041 = 16,6 кВт.

Из принципа расчета, опять таки, ясно, что весь учет теплопотерь сводится к усредненным значениям и теплопроводности стен из различных материалов. Это значит, что использовать его рационально если внешние стены не утеплены, в квартире имеются не более 4 стандартных окна, радиаторы подключены наиболее эффективным способом, а соседние квартиры отапливаются.

Рассчитываем с учетом всех основных особенностей дома

Подробная формула основывается на площади помещений, однако учитывает все возможные тепловые потери, способ подключения радиаторов, который влияет на КПД системы отопления, а также климатические условия, в которых находится частный дом.

Расчет производится для каждого помещения отдельно, что более правильно. Полученные для каждого помещения значения в дальнейшем можно использовать для подбора мощности радиаторов отопления . Просуммировав необходимую для каждого помещения теплопроизводительность, вы получите значение для всей системы отопления дома, значит – и для котла, который должен обеспечивать ее мощность.

Точная формула для расчета:

Q = 1000 Вт/м 2 *S*k1*k2*k3…*k10,

• где Q – показатель теплопроизводительности;
• S – общая площадь помещения;
• k1-k10 – коэффициенты, учитывающие теплопотери, климат и особенности установки радиаторов.

k1 – к-во внешних стен в помещения (стен, граничащих с улицей):

k2 – ориентация помещения (солнечная или теневая сторона):

• север, северо-восток или восток – k2=1,1;
• юг, юго-запад или запад – k2=1,0.

k3 – коэффициент теплоизоляции стен помещения:

• простые, не утепленные стены – 1,17;
• кладка в 2 кирпича или легкое утепление – 1,0;
• высококачественная расчетная теплоизоляция – 0,85.

k4 – подробный учет климатических условий локации (уличная температура воздуха в самую холодную неделю зимы):

• -35°С и менее – 1,4;
• от -25°С до -34°С – 1,25;
• от -20°С до -24°С – 1,2;
• от -15°С до -19°С – 1,1;
• от -10°С до -14°С – 0,9;
• не холоднее, чем -10°С – 0,7.

k5 – коэффициент, учитывающий высоту потолка:

• до 2,7 м – 1,0;
• 2,8 — 3,0 м – 1,02;
• 3,1 — 3,9 м – 1,08;
• 4 м и более – 1,15.

k6 – коэффициент, учитывающий теплопотери потолка (что находится над потолком):

• холодное, неотапливаемое помещение/чердак – 1,0;
• утепленный чердак/мансарда – 0,9;
• отапливаемое жилое помещение – 0,8.

k7 – учет теплопотерь окон (тип и к-во стеклопакетов):

• обычные (в том числе и деревянные) двойные окна – 1,17;
• окна с двойным стеклопакетом (2 воздушные камеры) – 1,0;
• двойной стеклопакет с аргоновым заполнением или тройной стеклопакет (3 воздушные камеры) – 0,85.

k8 – учет суммарной площади остекления (суммарная площадь окон : площадь помещения):

• менее 0,1 – k8 = 0,8;
• 0,11-0,2 – k8 = 0,9;
• 0,21-0,3 – k8 = 1,0;
• 0,31-0,4 – k8 = 1,05;
• 0,41-0,5 – k8 = 1,15.

k9 – учет способа подключения радиаторов:

• диагональный, где подача сверху, обратка снизу – 1,0;
• односторонний, где подача сверху, обратка снизу – 1,03;
• двухсторонний нижний, где и подача, и обратка снизу – 1,1;
• диагональный, где подача снизу, обратка сверху – 1,2;
• односторонний, где подача снизу, обратка сверху – 1,28;
• односторонний нижний, где и подача, и обратка снизу – 1,28.

k10 – учет расположения батареи и наличия экрана:

• практически не прикрыт подоконником, не прикрыт экраном – 0,9;
• прикрыт подоконником или выступом стены – 1,0;
• прикрыт декоративным кожухом только снаружи – 1,05;
• полностью закрыт экраном – 1,15.

Для большего удобства ниже находится калькулятор, где можно рассчитать те же самые значения быстро выбрав соответствующие исходные данные.

Калькулятор для точного определения тепловой мощности

Запас производительности в зависимости от типа котла

Для стандартного одноконтурного котла, вне зависимости от вида используемого топлива, мы всегда рекомендуем закладывать запас мощности 15-25%, в зависимости от температуры в самую холодную декаду и утепленности дома. Однако в некоторых случаях требуется несколько больший запас:

• 20-30% запаса, если котел двухконтурный . Большинство моделей работает по принципу приоритета ГВС, это значит, что в момент активации точки потребления горячей воды котел не греет отопительный контур, для работы на два контура требуется более высокая производительность;
• 20-25% запаса, если в доме организована или планируется приточно-вытяжная вентиляция без рекуперации тепла.

Также часто используется схема с подключением бойлера косвенного нагрева (особенно в связке с твердотопливными котлами). В таком случае излишек мощности может превышать 40-50% (показатель рассчитывается по ситуации). Стоит понимать, что любом из случаев предусмотренный запас не «простаивает», а используется будь то в целях нагрева горячей воды, восполнения более высоких теплопотерь или нагрева буферной емкости.

Высокий белый бак справа от котла – накопительный бойлер косвенного нагрева, постоянно поддерживающий большой объем горячей воды.

Почему не стоит подбирать котел со слишком большим запасом мощности

С недостатком теплопроизводительности все предельно понятно: система отопления попросту не обеспечит желаемый уровень температуры даже при беспрерывной работе. Однако, как мы уже упоминали, серьезной проблемой может стать и переизбыток мощности, последствиями которого являются:

• более низкий КПД и повышенный расход топлива, особенно на одно- и двухступенчатых горелках, не способных плавно модулировать производительность;
• частое тактование (вкл/выкл) котла, что нарушает нормальную работу и снижает ресурс горелки;
• попросту более высокая стоимость котлоагрегата, учитывая, что производительность, за которую была произведена повышенная плата, использоваться не будет;
• часто больший вес и большие габариты.

Когда чрезмерная теплопроизвоительность все же уместна

Единственной причиной выбрать версию котла гораздо большей мощности, чем нужно, как мы уже упоминали, является использование его в связке с буферной емкостью. Буферная емкость (также теплоаккумулятор) – это накопительный бак определенного объема наполненный теплоносителем, назначение которого – накапливать излишки тепловой мощности и в дальнейшем более рационально распределять их в целях отопления дома или обеспечения горячего водоснабжения (ГВС).

Например, теплоаккумулятор – отличное решение, если недостаточно производительности контура ГВС или при цикличности твердотопливного котла, когда топливо сгорая отдает максимум тепла, а после прогорания система быстро остывает. Также теплоаккумулятор часто используется в связке с электрокотлом, который нагревает емкость в период действия сниженного ночного тарифа на электроэнергию, а днем накопленное тепло распределяется по системе, еще долго поддерживая желаемую температуру без участия котла.