Мощность отопления.

Непосредственно перед выбором котла для отопления дома, потребитель задается вопросом: какую мощность должен иметь котел для эффективного отопления дома и как правильно рассчитать эту мощность? Давайте разберемся в вопросе мощности отопления.

В случаях, когда мощность котла будет невысокой, а объем помещения внушительным, то такая система отопления не позволит прогреть дом до необходимой, комфортной температуры.

Для расчета систем отопления дома, вы можете воспользоваться калькулятором расчета отопления, теплопотерь дома.

Именно по этой причине, расчет мощности системы отопления является одним из важнейших вопросов, который возникает при выборе отопительного котла. Следует так же помнить и об экономии, ведь если приобрести котел высокой мощности (так сказать с запасом), то в помещении будет комфортно, но такая система отопления будет затратной, ведь за энергоноситель придётся платить, учитывая что холодное время года в России длится в течении 5-6 месяцев.

Расчет мощности отопления.

Ориентировочный расчет мощности котла отопления можно выполнить используя простую формулу:

Wкотла = S*Wуд / 10

• S — площадь отапливаемого помещения;
• Wуд — удельная мощность котла на 10 м 3 помещения, определяется с учетом климатических условий региона.

Так же существуют общепринятые значения удельной мощности отопления по климатическим зонам регионов:

• Для районов Подмосковья Wуд = 1-1,5 кВт;
• Для северных районов Wуд = 1,3-2 кВт;
• Для южных районов Wуд = 0,6-0,9 кВт.

Часто строители используют усредненное значение, где Wуд, = 1.

Выполним расчет мощности отопления на конкретном примере:

• Площадь отапливаемого помещения = 100 м 2
• Удельная мощность 1,4 кВт (допускаем что зимы будут холодными)
• Используем усредненное значение удельной мощности 1 кВт

• Мощность котла 100*1,4/10=14 кВт
• Мощность котла 100*1/10=10 кВт

Собственно для того чтобы прикинуть мощность отопления, можно воспользоваться данным способом, стоит отметить, что существуют системы отопления работающие на различных видах топлива, следовательно, для расчета таких систем отопления могут использоваться другие методы расчёта мощности.

Так же для расчета мощности котла можете использовать таблицу, которая будет приведена ниже.

Упрощенный расчет системы отопления

Вступление

Упрощенный расчет системы отопления достаточно точно позволяет произвести предварительный расчет мощности котла отопления и мощности радиаторов для каждой комнаты дома.

Поэтапный упрощенный расчет системы отопления

Начнем расчет с подсчета секций радиаторов.

Расчет радиаторов отопления

Пусть в доме 4 комнаты по 20 кв. метров.

Расчет радиаторов одной комнаты

• Площадь комнаты 20 кв. метров.
• Мощность одной секции купленного радиатора – 170 Вт. ( могут быть от 150 до 220 Вт). На 1 кв. метр площади нужно 100 Вт радиатора.
• Делим 170 Вт на 100Вт и получаем коэффициент 1,7.
• Далее делим 20кв. метров на коэффициент 1,7 получаем 11,8 секций радиаторов. Что на практике означает 12 секций радиаторов, нашей мощности (170 Вт). Добавляем 20% в запас, получаем 14 секций радиатора на комнату 20 кв. метров.

Примечание: обычно запас добавляется на угловую комнату.

Мощность котла

• Мощность котла считаем по нормативной мощности отопления на 1 куб. метр помещения.
• Площадь комнаты 20 кв. метров умножаем на высоту потолка H=2,60 м. Получаем объем комнаты, 52 куб. метра.
• Для моего региона(европейской части СНГ) на 1 куб. метр помещения нужно 40 Вт энергии отопления.
• Умножаем 52 куб метра на 40 Вт, получаем 2080 Вт. Добавляем 20% в запас, выходит 2500 Вт энергии отопления на комнату. Значит на комнату, нужен радиатор 2500 Вт.

Как видим это значение равно предварительному расчету радиатора по секциям.

Выбор труб отопления

По мощности радиатора подбираем трубы отопления по таблице:

Труба

Минимальная мощность радиаторов, кВт

Максимальная мощность радиаторов, кВт

Металлопластиковая труба 16 мм

Металлопластиковая труба 20 мм

Металлопластиковая труба 26 мм

Металлопластиковая труба 32 мм

Полипропиленовая труба 20 мм

Полипропиленовая труба 25 мм

Полипропиленовая труба 32 мм

Полипропиленовая труба 40 мм

Как видим, для рассчитанной системы отопления нужна полипропиленовая труба 25 мм.

В нашем доме, условно, 4 комнаты по 20 кв. метров. Значит суммарная мощность радиаторов 2500 Вт×4=10 кВт. По суммарной мощности можно было бы, подобрать котел отопления мощностью 10 кВт. Но для пиковых нагрузок увеличиваем мощность на 20%, получаем, что нужен котел отопления 12 кВт. Такие котлы есть в продаже.

Это весь упрощенный расчет системы отопления.

Расчет потребляемой мощности системы отопления

Эффективность работы отопительного оборудования напрямую связана с показателем тепловой мощности. От нее зависит комфортность и уют в помещении, обогреваемом посредством газа, дров или электричества. Поэтому пользователю важно знать, что собой представляет эта физическая величина и как она рассчитывается в каждом конкретном случае.

Определение понятия тепловой мощности

Под мощностью тепловыделения понимается количество теплоты, образующееся при преобразовании исходного носителя в энергию обогрева. Этот показатель отличен по величине для разных видов энергоносителей и рассчитывается для каждого из них индивидуально. Для газовых котлов он зависит от объема природного или сжиженного газа, подводимого к горелке в единицу времени.

При рассмотрении электрических аналогов этот параметр напрямую связан с мощностью электроэнергии, потребляемой агрегатом от сети 220 или 380 Вольт и его тепловым КПД. Соотношение тепловых и электрических мощностей задается специальными формулами, переводящими одно значение в другое.

Необходимые характеристики

Расчет тепловой мощности очень важен, так как его результаты необходимы для определения параметров выбираемого образца отопительного оборудования. К последним традиционно относятся:

• электрическая мощность агрегата для энергозависимых моделей;
• эффективность преобразования (или КПД котла);
• производительность, определяемая как количество тепла, формируемое устройством в единицу времени.

Модели котлов, подключаемых к электросети, относятся к оборудованию с потребляемой мощностью системы отопления, приводимой к количеству сжигаемого твердого или газообразного топлива. Для независимых от электричества образов этот параметр определяется напрямую – без перерасчета на затраченную электроэнергию.

Эффективность работы любого отопительного агрегата в значительной мере зависит от правильности выбора узла, обеспечивающего преобразование тепловой энергии (теплообменника). Грамотное решение этого вопроса позволяет получить требуемую теплопроизводительность и комфортно чувствовать себя в доме даже в самые морозные дни.

Избытки по тепловой мощности нежелательны, поскольку в этом случае часть расходуемых средств тратится впустую.

Факторы, влияющие на потребность в тепле

К основным факторам, определяющим потребность в тепловой энергии для помещения, относят:

• полный объем нагреваемых пространств;
• тип и качество утеплительного материала;
• климатическая зона, в которой располагается здание.

От объема помещения зависит количество воздушного пространства, нуждающегося в обогреве. Чем объемнее отапливаемое помещение, тем больше тепла потребуется для поддержания нужного микроклимата. При одинаковой высоте потолков (порядка 2,5 метров) обычно применяется упрощенный расчет, при котором за основу берется площадь комнаты.

О качестве утепления судят по способам теплоизоляции стен, а также по площади и комплекту окон и дверей. Учитывается также вид остекления – простой и тройной стеклопакет различны по тепловым потерям. Влияние климатического фактора сказывается при прочих равных условиях и учитывается как разность температур на улице и в комнате, где установлен котел.

Для прибора (батареи отопления)

При рассмотрении факторов, влияющих на мощность нагрева радиаторов отопления, выделяются три основных:

• показатель, соответствующий разнице нагрева теплоносителя и окружающей воздушной среды – с его повышением увеличивается тепловая мощность;
• площадь поверхности, отдающей тепло;
• теплопроводность используемого материала.

В этом случае наблюдается та же линейная зависимость: с увеличением поверхности батареи возрастает и величина тепловой отдачи. По этой причине многие современные отопительные радиаторы дополняются специальными алюминиевыми ребрами, повышающими общую теплоотдачу.

Зачем нужен расчет мощностного показателя

Потребность в определении мощности объясняется тем, что основные характеристики котла зависят от следующих факторов:

• особенности конструкции и назначение отапливаемого объекта;
• размеры и форма каждого помещения;
• общее число жильцов;
• месторасположение на карте страны.

Расчетная мощность теплопередачи используется для определения параметров котельного оборудования, планируемого к установке именно в этом помещении. Будущий котел должен обладать производительностью, достаточной для его обогрева даже в самые холодные зимние дни. Также важно предусмотреть возможность согласованного подключения агрегата к магистральному трубопроводу. Проведенные расчеты помогут определиться с его длиной и типоразмером труб, а также с типом радиаторов и параметрами циркуляционного насоса.

Расчет тепловой мощности

Для оценки тепловой энергии существует формула определения мощности через количество теплоты: N = Q/Δ t, где Q – это количество теплоты, выраженное в джоулях, а Δ t – время выделения энергии в секундах.

При оценочных расчетах также используется специальный коэффициент (КПД), указывающий на объем израсходованного тепла. Он находится как отношение полезной энергии к мощности тепловых потерь и выражается в процентах.

Объем затраченной энергии для помещений зависит от их строительных особенностей. Тот же показатель для батарей определяется используемыми при их изготовлении материалами и особенностями конструкции.

Более точный тепловой расчет

Грамотный выбор нагревательного оборудования возможен лишь после ознакомления с порядком расчета тепловой мощности, требуемой в каждом конкретном случае. Формула, используемая для его точного определения, выглядит так: P=V∆TK= ккал/час:

• V – объем обогреваемого помещения, измеряемый в метрах кубических.
• ∆Т – разница между температурой воздуха вне и внутри помещения.
• К – коэффициент потерь тепла.

Последняя величина зависит от материала стен. На основании проведенных специалистами измерений для неутепленной деревянной конструкции она составляет 3,0-4,0. Точные значения К для различных вариантов утепления приведены ниже:

• Для зданий из одинарной кирпичной кладки и с упрощенными конструкциями окон и крыши (так называемая «простая» теплоизоляция) К=2,0-2,9.
• Утепление среднего качества (К=1,0-1,9). Это типовая конструкция, под которой понимается двойная кладка, крыша с обычной кровлей, ограниченное количество окон.
• Высококачественное утепление (К=0,6-0,9), предполагающее кирпичные стены с усиленной теплоизоляцией, малое число окон со сдвоенными рамами, прочное основание пола и крышу с надежными теплоизоляторами.

В качестве примера будет рассмотрен точный расчет мощности для нагреваемого помещения объемом 5 х 16 х 2,5 = 200 метров кубических. ∆Т определяется как разница показателя снаружи -20 °С и внутри помещения +25 °С. Принимается вариант со средней удельной теплоизоляцией (К=1-1,9). По усредненным условиям эксплуатации берем 1,7. Рассчитываем: 200 х 45 х 1,7 = 15 300 ккал\час. Исходя из того, что 1 кВт = 860 ккал\час, в итоге имеем: 15 300\860 = 17,8 кВт.

Тепловая мощность и суммарные потери теплоэнергии

Для создания комфорта в жилых и производственных помещениях выполняют составление теплового баланса и определяют коэффициент полезного действия (КПД) отопителей. Во всех расчётах применяется энергетическая характеристика, позволяющая связывать нагрузки источников обогрева с расходными показателями потребителей — тепловая мощность. Вычисление физической величины производится по формулам.

Эффективность нагревателей

Мощность — это физическое определение скорости передачи или потребления энергии. Она равна отношению количества работы за определённый промежуток времени к этому периоду. Нагревательные устройства характеризуются по расходу электричества в киловаттах.

Для сопоставления энергий различного рода введена формула тепловой мощности: N = Q / Δ t, где:

1. Q — количество теплоты в джоулях;
2. Δ t — интервал времени выделения энергии в секундах;
3. размерность полученной величины Дж / с = Вт.

В этом видео вы узнаете, как рассчитать количество теплоты:

Для оценки эффективности работы нагревателей используют коэффициент, указывающий на количество израсходованного по назначению тепла — КПД. Определяется показатель делением полезной энергии на затраченную, является безразмерной единицей и выражается в процентах. По отношению к разным частям, составляющим окружающую среду, КПД нагревателя имеет неравные значения. Если оценивать чайник как нагреватель воды, его эффективность составит 90%, а при использовании его в качестве отопителя комнаты коэффициент возрастает до 99%.

Объяснение этому простое: из-за теплообмена с окружением часть температуры рассеивается и теряется. Количество утраченной энергии зависит от проводимости материалов и других факторов. Можно рассчитать теоретически мощность тепловых потерь по формуле P = λ × S Δ T / h. Здесь λ – коэффициент теплопроводности, Вт/(м × К); S — площадь участка теплообмена, м²; Δ T — перепад температур на контролируемой поверхности, град. С; h — толщина изолирующего слоя, м.

Из формулы понятно, что для повышения мощности надо увеличить количество радиаторов отопления и площадь теплоотдачи. Уменьшив же поверхность контакта с внешней средой, минимизируют потери температуры в помещении. Чем массивнее стена здания, тем меньше будет утечка тепла.

Баланс отопления помещений

Подготовка проекта любого объекта начинается с теплотехнического расчёта, призванного решить задачу обеспечения сооружения отоплением с учётом потерь из каждого помещения. Сведение баланса помогает узнать, какая часть тепла сохраняется в стенах здания, сколько уходит наружу, объём потребной выработки энергии для обеспечения комфортного климата в комнатах.

Определение тепловой мощности необходимо для решения следующих вопросов:

1. высчитать нагрузку отопительного котла, которая обеспечит обогрев, горячее водоснабжение, кондиционирование воздуха и функционирование системы проветривания;
2. согласовать газификацию здания и получить технические условия на подключение к распределительной сети. Для этого потребуются объёмы годового расхода горючего и потребность в мощности (Гкал/час) тепловых источников;
3. выбрать оборудование, необходимое для отопления помещений.

Не забываем про соответствующую формулу

Из закона сохранения энергии следует, что в ограниченном пространстве с постоянным температурным режимом должен соблюдаться тепловой баланс: Q поступлений — Q потерь = 0 или Q избыточное = 0, или Σ Q = 0. Постоянный микроклимат поддерживается на одном уровне в течение отопительного периода в зданиях социально значимых объектов: жилых, детских и лечебных учреждениях, а также на производствах с непрерывным режимом работы. Если потери тепла превышают поступление, требуется отапливать помещения.

Технический расчёт помогает оптимизировать расход материалов при строительстве, снизить затраты на возведение зданий. Определяется суммарная тепловая мощность котла сложением энергии на отопление квартир, нагрев горячей воды, компенсацию потерь вентиляции и кондиционирования, резерв на пиковые холода.

Расчет тепловой мощности

Выполнить точные вычисления по системе отопления затруднительно для неспециалиста, но упрощённые способы позволяют рассчитать показатели неподготовленному человеку. Если производить расчеты «на глаз», может получиться, что мощности котла или нагревателя не хватает. Или, наоборот, из-за избытка вырабатываемой энергии придётся пускать тепло «на ветер».

Способы самостоятельной оценки характеристик отопления:

1. Использование норматива из проектной документации. Для Московской области применяется величина 100-150 Ватт на 1 м². Площадь, подлежащая обогреву, умножается на ставку — это и будет искомый параметр.
2. Применение формулы расчета тепловой мощности: N = V × Δ T × K, ккал/час. Обозначения символов: V — объём комнаты, Δ T — разница температур внутри и снаружи помещения, K — коэффициент пропускания тепла или рассеивания.
3. Опора на укрупнённые показатели. Метод похож на предыдущий способ, но используется для определения тепловой нагрузки многоквартирных зданий.

Значения коэффициента рассеивания берут из таблиц, пределы изменения характеристики от 0,6 до 4. Примерные величины для упрощённого расчёта:

Материал стен	К-т пропускания тепла
Неутепленный металлопрофиль	3―4
Доска 50 мм	2,5―3,5
Кладка в 1 кирпич с минимальной изоляцией	2―3
Стандартное перекрытие, двери и окна, перегородка в 2 блока	1―2
Стеклопакеты, керамитовый контур с теплоизолом	0,6―0,9

Пример расчета тепловой мощности котла для помещения 80 м² с потолком 2,5 м. Объём 80 × 2,5 = 200 м³. Коэффициент рассеивания для дома типовой постройки 1,5. Разница между комнатной (22°С) и наружной (минус 40°С) температурами составляет 62°С. Применяем формулу: N = 200 × 62 × 1,5 = 18600 ккал/час. Перевод в киловатты осуществляется делением на 860. Результат = 21,6 кВт.

Полученную величину мощности повышают на 10%, если существует вероятность морозов ниже 40°С / 21,6 × 1,1 = 23,8. Для дальнейших вычислений результат округляется до 24 кВт.