Расчет мощности твердотопливного котла отопления

Расчет мощности котла на твердом топливе

Каждый владелец загородного дома сталкивается с необходимостью обустройства системы отопления. Она необходима, чтобы температура в помещениях была комфортной не только зимой, но и летом. Многие интересуются, как рассчитать мощность твердотопливного котла. Это объясняется тем, что в некоторых регионах из-за отсутствия газовых коммуникаций (иногда и ЛЭП) приходится использовать дрова, уголь и пр.

Для чего необходимо рассчитывать мощность

По внешнему виду и эксплуатационным характеристикам, указанным в техническом паспорте, можно сделать поверхностное представление о возможностях отопительного оборудования. Мощность — это основной параметр, по которому потребители подбирают агрегат.

Какие факторы нужно учитывать

На выбор агрегата для загородного дома влияют внешние критерии, характеристики самого здания (толщина стен, используемый строительный и отделочный материал, кровля, площадь, объем отапливаемых комнат и пр.).

Состояние помещения

При расчете мощности котла отопления нужно учитывать конструктивные особенности объекта:

  • строительные материалы, которые использовались для возведения здания;
  • высоту потолков, толщину стен, площадь помещения;
  • количество и размер окон;
  • параметры входных проемов и дверей;
  • конструкцию крыши и материал изготовления;
  • внешнюю и внутреннюю отделку дома;
  • использование изоляционных материалов.

Обязательно учитывается площадь остекления и теплопроводность здания.

Зависимость от типа горючего

Для твердотопливных агрегатов может использоваться разный вид материалов. После перегорания выдаваемая мощность будет различаться (КПД котла):

  1. Уголь: с 490 г получают 5,7 кВт/ч.
  2. Дрова: 250 г — 1 кВт/ч.
  3. Брикеты из ольхи: 290 г — 3,5 кВт/ч.
  4. Опилки: 300 г — 1 кВт/ч.
  5. Древесина для изготовления брикетов: 300 г — 3 кВт/ч.

Под каждый из перечисленных материалов предусмотрена своя конструкция печи. Также для достижения максимальной экономии нужно учитывать стоимость топлива.

Свободная площадь

Удельная мощность агрегата берется для нагрева 10 м² помещения. Соответственно, при расчете оборудования учитывается площадь отапливаемых комнат.

Если котел водогрейный

При покупке подобного отопительного агрегата специалисты рекомендуют добавлять к полученной мощности 30%.

Способы расчета

Для поддержания в жилых помещениях комфортной температуры, самостоятельно оборудуя систему отопления, нужно учитывать потери тепла через половое основание, стены, потолок, дверные и оконные конструкции. Должен быть запас мощности на случай сильных морозов.

По объему отапливаемой территории

Формула для расчета тепла:

Q = V × ΔT × K / 850, где

  • Q — количество тепловой энергии, кВт/ч;
  • V — объем комнаты, м³;
  • ΔT — температурная разница внешней и внутренней воздушной среды;
  • К — коэффициент потери тепловой энергии;
  • 850 — постоянное число для перевода в кВт/ч.

Значения теплового коэффициента для разных объектов:

  • улучшенные конструкции зданий (кирпичные стены, толстые полы, двойные стеклопакеты в оконных проемах, изоляция выполнена в 2 слоя) — К = 0,6-0,9;
  • стандартные жилые постройки — К = 1-1,9;
  • упрощенные конструкции домов с одним слоем теплоизоляции и стандартными окнами — К = 2-2,9;
  • деревянные строения — К = 3-4.

При расчете необходимого количества тепла для всех жилых комнат дома нужно учитывать подогрев воды для потребительских нужд семьи.

По площади помещения

При выполнении расчета количества необходимого тепла для комнаты учитывается множество нюансов, поэтому такой способ является более точным.

Формула: Q = 0,1 × S × k1 × k2 × k3 ….. k7, где

  • норма тепловой энергии — 0,1 кВт/м²;
  • S — площадь территории;
  • k1 — показатель потерь через оконные конструкции (одинарный стеклопакет — 1,27, двойной — 1, тройной — 0,85);
  • k2 — затраты тепла по площади окна (Sw) относительно площади полового основания Sf (при Sw/Sf = 0,1, k2 = 0,8; соответственно, 0,2 к 0,9; 0,3 к 1,0; 0,4 к 1,1 и 0,5 к 1,2);
  • k3 — утечка энергии через стены помещения (при использовании изоляционного материала низкого качества — 1,27; применение материала толщиной 15 см или двойной кирпичной кладки — 1,0; для утеплителя высокого качества — 0,854);
  • k4 — утеря тепла из-за внешней температуры (при Т=-10°С, k4=0,7, соответственно, -15°С к 0,9; -20°С к 1,1; -25°С к 1,3; -30°С к 1,5);
  • k5 — затраты энергии из-за 1 наружной стены — 1,1; 2-х — 1,2; 3-х — 1,3; 4-х — 1,4;
  • k6 — дополнительное количество тепла в зависимости от высоты потолка помещения: Н=2,5 м, К=1, соответственно, 3 м к 1,05; 3,5 м к 1,1; 4 м к 1,15; 4,5 м к 1,2;
  • k7 — потери энергии в зависимости от конструкции, находящейся над отапливаемой комнатой (холодный чердак — К=1, утепленный — 0,9, обогреваемое помещение — 0,8).

Например, у здания есть 4 наружных стены, оконные проемы оснащены тройными стеклопакетами, параметры которых составляют 30% в сравнении с площадью полового основания. Между потолком и кровельной конструкцией находится холодный чердак.

Расчетная формула: Q = 0,1 × 200 × 0,85 × 1 × 0,854 × 1,3 × 1,4 × 1,05 × 1 = 27,74 кВт/ч.

Полученный показатель увеличивают на количество тепловой энергии, которая понадобиться для ГВС (при наличии подключения данной системы к твердотопливному аппарату).

Расчет для водогрейного котла

Этот показатель получают с помощью следующей формулы:

Qв = с × m × Δt, где

  • Qв — энергия, необходимая для водогрейного котла;
  • с — удельная теплоемкость жидкости (постоянная величина, равная 4200 Дж/кг*К);
  • m — масса воды;
  • Δt — температурная разница холодной и нагретой жидкости.

Например, семья из 4 человек потребляет 150 л/день горячей воды. Котел оборудован теплоносителем, способным подогревать жидкость, поступающую из общей коммуникационной системы с Т = 10°С до Т = 80°С. В этом случае разница температур Δt = 80 — 10 = 70°С.

Подставляем все значения в формулу и получаем:

Qв = 4200 Дж/кг*К × 150 кг × 70 °С = 44 100 000 Дж (в переводе 12,25 кВт/ч).

Например, надо подогреть сразу 150 л воды для стирки. Соответственно, косвенный теплообменник имеет емкость 150 л. Поэтому к 28,58 кВт/ч (расход энергии на помещение) нужно дополнительно добавить 12,25 кВт/ч (нагрев воды). При этом значение Qзаг ниже 40,83 кВт/ч, т.е. температура воздуха в комнатах будет меньше расчетных 20°С.

При порционном подогреве жидкости (емкость косвенного теплообменника = 50 л) затраты составят 12,25 кВт/3 = 4,08 кВт/ч. Соответственно, Qзаг = 28,58 + 4,08 = 32,66 кВт/ч. Это и есть необходимая мощность отопительного оборудования для поддержания комнатной температуры выше 20°С и нагревания емкости с водой для бытового пользования.

Как упростить подсчеты

Для удобства определения мощности котла обогрева на 100 м² площади загородного дома берут 10 кВт. Получается минимальное значение, ниже которого не должен быть рассматриваемый параметр приобретаемого агрегата.

Для корректировки полученного показателя нужно использовать специальный климатический коэффициент в зависимости от места размещения отапливаемого объекта:

  • южные регионы РФ — 0,7-0,9;
  • средняя полоса — 1-1,5;
  • Московская область — 1,2-1,5;
  • северные территории — 1,5-2.

Соответственно, мощность котла рассчитывается по формуле: Q = Sдома * Kкл + 10-15% (тепловые потери через стены, двери и окна). Но, если потолки в помещениях выше 2,7 м, рекомендуется использовать дополнительный коэффициент поправки. Чтобы получить его значение, нужно фактическую высоту разделить на стандартную.

Что будет, если купить неподходящее по мощности оборудование

Если расчет агрегата сделать неверно, при этом как минимального, так и максимального температурного значения, система будет функционировать под большими нагрузками или промерзать при сильных морозах. Это приведет к быстрому выходу из строя аппарата отопления. Поэтому при покупке такого котла рекомендуется проконсультироваться у специалистов и рассчитать его эксплуатационные характеристики на специальном калькуляторе.

Расчет мощности твердотопливных котлов отопления

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 мощности котла для отопления частного дома, вам нужно следовать определенным правилам.

Как рассчитать мощность отопительного котла, зная объём отапливаемого помещения?

Тепловая мощность котла определяется по формуле:

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 подбирается котел отопления по объему отапливаемого помещения.

Дом имеет площадь 200 м², 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:

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:

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.

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.

Подбор котла по площади частного дома. Как произвести расчёт?

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

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:

Данный показатель необходимо увеличить, для этого нужно самостоятельно добавить количество тепла, которое требуется для ГВС, если она подключена к котлу.

Если нет необходимости выполнять точные расчеты, то можно воспользоваться универсальной таблицей. С помощью нее можно определить мощность котла по площади дома. Например, для отопления помещения 150 кв м подойдет котел с мощностью 19 кВт, а для отопления 200 кв.м. потребуется уже 22 кВт.

Вариант Площадь дома, кв.м. Отопление, кВт Кол-во приборов Кол-во человек Бойлер ГВС, л/кВт
1 150 19 10 4 100/28
2 200 22 11 4 100/28
3 250 25,5 17 4 160/33
4 300 27 20 6 160/33
5 350 31 26 6 200/33
6 400 34 30 6 200/33
7 450 36 44 6 300/36

Вышеприведённые методы очень полезны, рассчитать мощность котла для отопления дома.

Расчёт реальной мощности котла длительного горения на примере «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 «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 1 л 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 2 кВт, 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 твердотопливного котельного оборудования, которую он сможет выдать в течение 1 часа.

Расчет мощности твердотопливных котлов

При выборе твердотопливного котла нужно предусматривать мощность. От нее зависит, сможет ли устройство создать необходимое количество тепла для всего дома или нет. Нежелательно выбирать слишком мощный котёл, потому, что он будет работать в режиме экономии, а это скажется на уменьшении КПД.

Чтобы сделать правильный выбор твердотопливного котла, нужно знать два показателя:

  1. Количество тепла, необходимое для отопления помещения и нагрева воды.
  2. Реальную мощность прибора.

Расчет мощности в зависимости от объема помещения

Формула расчета такова:

Q = VxΔTxK/850,

  • где Q – количество тепла, определенное в кВт/ч4;
  • V – объем помещения (единица измерения куб. м);
  • ΔT является разницей между температурой снаружи и температурой в помещении;
  • К – корректирующий коэффициент, учитывающий теплопотери;
  • цифра 850 используется для того, чтобы перевести произведение вышеуказанных трех показателей в кВт/час.

К может иметь такие значения:

  1. 3-4 – для помещений, представляющих собой упрощенную деревянную конструкцию или здание, сделанное из профлиста.
  2. 2-2,9 – для зданий, имеющих небольшую теплоизоляцию. Конструкция таких домов является упрощенной, толщина стены равна длине 1 кирпича, окна и крыша имеют простое строение.
  3. 1-1,9 – для домов, конструкция которых является стандартной. Кирпичная кладка двойная, количество простых окон небольшое. Крыша имеет обычную кровлю.
  4. 0,6-0,9 – для домов с улучшенной конструкцией, двойной теплоизоляцией кирпичных стен, окнами с двойным стеклопакетом, толстой основой пола, крышей, сделанной из хорошего теплоизоляционного материала.

Расчет тепла для ГВС

Чтобы рассчитать, сколько тепла нужно потратить на подогрев воды, нужно использовать формулу Qв = с*m*Δt:

  • где с является удельной теплоемкостью воды (показатель всегда равен 4200 Дж/кг*К);
  • m – масса воды в кг;
  • Δt разница температур между нагретой водой и поступившей из водопровода.

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

Далее поступают так:

  1. Если 150 л надо нагреть за один раз, емкость косвенного бойлера составляет 150 л, то 12,25 кВт/ч добавляют к 28,58 кВт/ч. Это нужно делать потому, что при Qзаг, меньшим 40,83 , в помещении будет холоднее расчетных 20 °С.
  2. Если вода должна нагреваться порциями, объем косвенного бойлера равен 50 л, то 12,25 делят на 3 и добавляют своими руками к 28,58. Qзаг будет равен 32,67 кВт/ч. Это и является мощностью устройства для системы отопления.

Расчет по площади

Он является более точным, поскольку учитывает большее число факторов. Расчет производится по формуле:

Q = 0,1*S*k1*k2*k3*k4*k5*k6*k7, где:

0,1 кВт является нормой тепла на 1 кв. м;

S – площадь отапливаемого дома;

k1 демонстрирует потерю тепла, вызванную конструкцией окон. Имеет значение:

  • 1,27 – если окна имеют одно стекло;
  • 1,0 – если имеются окна с двойным стеклопакетом;
  • 0,85 – если стоят окна с тройным стеклом.

k2 демонстрирует потерю тепла, вызванную площадью окна (Sw). Является отношением Sw к площади пола Sf. Его значения такие:

  • 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.

k3 является коэффициентом потери тепла через стены. Бывает таким:

  • 1,27 при очень плохой теплоизоляции;
  • 1 в домах со стеной в 2 кирпича или утеплителем, толщина которого составляет 15 см;
  • 0,854 при хорошей теплоизоляции.

k4 показывает потерю тепла в зависимости от температуры воздуха за пределами дома (tз). Имеет такие значения:

  • 0,7, если 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.

k5 демонстрирует потерю тепла через наружные стены. Является таким:

  • 1,1 для помещений с одной внешней стеной;
  • 1,2 для 2 внешних стен;
  • 1,3 для 3 внешних стен;
  • 1,4 для здания с 4 внешними стенами.

K6 показывает, сколько требуется дополнительного тепла в зависимости от высоты потолка (Н). Его значения такие:

  • 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.

k7 определяет потери тепла в зависимости от типа помещения, размещаемого над отапливаемой комнатой. Бывает таким:

  • 0,8 для отапливаемых помещений;
  • 0,9 для теплого чердака;
  • 1 для холодного чердака.

Q = 0,1*200*0,85*1*0,854*1,3*1,4*1,05*1 = 27,74 кВт/ч. Эту цифру надо повысить, добавив своими руками количество тепла, необходимого для ГВС.

Реальная мощность котла длительного горения

Многие приборы созданы под конкретный тип горючего. Если в них сжигать другие виды топлива, то их КПД будет меньше.

Расчет мощности будет проведен на основе пиролизного котла Viessmann Vitoligno 100-S 60. Его особенности таковы:

  1. Работает на дровах.
  2. За 1 час в камере загрузки сгорает от 6 до 15 кг дров.
  3. Его номинальная мощность составляет 60 кВт.
  4. Объем загрузочной камеры составляет 294 л.
  5. КПД составляет 87%

Пусть владелец планирует сжигать в нем осиновые дрова. 1 кг таких дров выдает 2,82 кВт/ч. Если за 1 час котел сжигает 15 кг, то он выделяет 2,82*15*0,87 = 36,801 кВт/ч тепла (0,87 является КПД). Такого прибора для отопления дома с бойлером на 150 л не хватит, а для ГВС с бойлером на 50 л – вполне. Чтобы получить цифру 32,67 кВт/ч, нужно за 1 час сжечь 13,31 кг осиновых дров (32,67/(2,82*0,87) = 13,31). Это в случае, если рассчитывать потребность в тепле по объему.

Можно посчитать, за какое время сгорит полная загрузка дров. 1 л таких дров весит 0,143 кг. В камере помещается 294*0,143 = 42 кг дров. Этого запаса хватит на время, превышающее 3 часа. Это мало, поэтому нужно выбрать агрегат со вдвое большей топкой или же найти иное устройство, например, пеллетное.

Некоторые твердотопливные приборы для системы отопления рассчитаны на разные виды топлива. Например, котел «Стропува». В нем можно сжигать уголь, дрова и топливо пеллетного типа. Реальная мощность при использовании различного топлива будет разной. Расчет такого показателя делают своими руками, используя энергоэффективность каждого вида топлива. После осуществляют выбор лучшего из них.

Энергоэффективность различных видов топлива

  1. Сгорание 1 кг сухих опилок или мелкой хвойной стружки выдает 3,2 кВт/ч. 1 л весит 1,137 кг.
  2. Ольховые брикеты лучше – 3,5 кВт/ч. Вес 1 л – 0,285 кг.
  3. Брикеты из твердолиственных деревьев выдают 3,1 кВт/ч. 1 л весит 0,31 кг.
  4. Эффективность каменного угля ДПК равняется 4,85 кВт/ч. Вес 1 л – 0,4 кг.
  5. 1 кг СООМ дает 5,58 кВт/ч тепла. Вес 1 л – 0,403 кг.
  6. Антрацит даёт 5,68 кВт/ч. 1 л имеет вес 0,485 кг.
  7. Белорусский торф – 2,36 кВт/ч. Вес 1 л – 0,34 кг.

Некоторые производители указывают общее время горения одной загрузки и не пишут, сколько топлива сгорает за 1 час. В таком случае нужно рассчитать:

  1. Вес горючего, которое может поместиться в топке.
  2. Количество тепла, которое выделит это топливо. Его корректируют на КПД.
  3. Количество тепла, которое выделяется за один час. Вышеуказанную цифру делят на время сгорания всего объема горючего.

Конечная цифра и является реальной мощностью твердотопливного котла для системы отопления, которую он может выдать за 1 час.

Как рассчитать мощность котла для отопления дома

Мощность отопительного котла — газового, электрического, твердотопливного: смысл и расчёт

Главнейшая характеристика, учитываемая при покупке котлов отопления, как газовых, так и электрических или твердотопливных — это их мощность. Поэтому многих потребителей, собирающихся приобрести теплогенератор для системы обогрева помещения, волнует вопрос, как рассчитать мощность котла, исходя из площади помещений и прочих данных. Об этом речь в следующих строках.

Параметры расчёта. Что необходимо учитывать

Но для начала разберёмся, что из себя вообще представляет эта столь важная величина, а главное, почему она так важна.

В сущности, описываемая характеристика теплового генератора, работающего на любом виде топлива, показывает его производительность — то есть, какой площади помещение он сможет обогреть вместе с отопительным контуром.

Например, отопительный аппарат с величиной мощности в 3 – 5 кВт способен, как правило, «охватить» теплом однокомнатную или даже двухкомнатную квартиру, а также дом площадью до 50 кв. м. Установка со значением 7 – 10 кВт «потянет» на трёхкомнатное жильё площадью до 100 кв. м.

Иными словами, обычно принимают мощность, равную примерно десятой доле всей отапливаемой площади (в кВт). Но это только в самом общем случае. Для получения конкретного значения нужен расчёт. В вычислениях должны учитываться различные факторы. Перечислим их:

  • Общая отапливаемая площадь.
  • Регион, где действует рассчитываемое отопление.
  • Стены дома, их теплоизоляция.
  • Теплопотери крыши.
  • Вид топлива котла.

А теперь непосредственно поговорим о расчёте мощности применительно к разным видам котлов: газовым, электрическим и твердотопливным.

Газовые котлы

Исходя из вышесказанного, мощность котельного оборудования для отопления рассчитывается по одной достаточно простой формуле:

N котла = S х N уд. / 10.

Здесь значения величин расшифровываются так:

  • N котла — мощность данного конкретного агрегата;
  • S — полная сумма площадей всех отапливаемых системой помещений;
  • N уд. – удельная величина теплового генератора, требуемая для прогрева 10 кв. м. площади помещения.

Один из главных определяющих факторов для расчёта — это климатическая зона, регион, где используется это оборудование. То есть расчёт мощности твердотопливного котла ведётся со ссылкой на конкретные климатические условия.

Что характерно, если когда-то, во время существования ещё советских норм назначения мощности отопительной установки, считали 1 кВт. всегда равным 10 кв. метрам, то сегодня крайне необходимо производить точный расчёт для реальных условий.

При этом нужно принимать следующие значения N уд.

  • N уд. = 1,7 – 1,8 кВт на 10 кв. метров площади — для районов Севера и Сибири.
  • N уд. = 1,3 – 1,5 кВт на 10 кв. метров площади — для районов средней полосы.
  • N уд. = 0,7 – 0,8 кВт на 10 кв. метров площади — для южных районов.

Для примера сделаем расчёт мощности твердотопливного котла отопления относительно Сибирского региона, где зимние морозы порой достигают -35 градусов по Цельсию. Возьмём N уд. = 1,8 кВт. Тогда для отопления дома общей площадью 100 кв. м. понадобится установка с характеристикой следующей расчётной величины:

N котла = 100 кв. м. х 1,8 / 10 = 18 кВт.

Как видим, примерное отношение количества киловатт к площади как один к десяти здесь не имеет силу.

Важно знать! Если известно, сколько киловатт у конкретной установки на твёрдом топливе, можно посчитать тот объём теплоносителя, иными словами, объём воды, который необходим для наполнения системы. Для этого просто достаточно полученную N теплогенератора умножить на 15.

В нашем случае объём воды в системе отопления равен 18 х 15 = 270 литров.

Однако учёта климатической составляющей для расчёта силовой характеристики теплогенератора в ряде случаев недостаточно. Необходимо помнить, что могут иметь место тепловые потери из-за определённой конструкции помещений. Прежде всего, нужно учитывать, каковы стены жилого помещения. Насколько утеплён дом — этот фактор имеет большое значение. Также важно учитывать строение крыши.

В целом можно воспользоваться специальным коэффициентом, на который нужно умножить полученную по нашей формуле мощность.

Этот коэффициент имеет такие приближённые значения:

  • К = 1, если дому более 15 лет, а стены выполнены из кирпича, пеноблоков или дерева, причём стены утеплены;
  • К = 1.5, если стены не утеплены;
  • К = 1.8, если, кроме неутеплённых стен, у дома плохая крыша, которая пропускает тепло;
  • К = 0.6 у современного дома с утеплением.

Предположим, в нашем случае дому 20 лет, он выстроен из кирпича и хорошо утеплён. Тогда мощность, рассчитанная в нашем примере, остаётся прежней:

N котла = 18х1 = 18 кВт.

Если же котёл устанавливается в квартире, то здесь необходимо учесть подобный коэффициент. Но для обычной квартиры, если она не на первом или последнем этаже, К будет равен 0,7. Если же квартира на первом или последнем этаже, то следует принять К = 1,1.

Далее перейдём к рассмотрению случая с другим видом топлива.

Как рассчитать мощность для электрокотлов

Электрические котлы используются для отопления нечасто. Основная причина в том, что электроэнергия сегодня слишком дорога, а максимальная мощность таких установок невысока. К тому же, возможны сбои и долговременные отключения электричества в сети.

Расчёт здесь можно произвести по той же формуле:

N котла = S х N уд. / 10,

после чего следует умножить полученный показатель на необходимые коэффициенты, о них мы уже писали.

Однако есть и другой, более точный в этом случае, метод. Укажем его.

Этот способ основывается на том, что первоначально берётся величина 40 Вт. Данная величина означает, что столько мощности без учёта дополнительных факторов необходимо для прогрева 1 м3. Далее расчёт ведётся так. Поскольку окна и двери являются источниками теплопотерь, то нужно прибавлять на каждое окно 100 Вт, а на дверь — 200 Вт.

На последнем этапе учитывают те же самые коэффициенты, о которых уже упоминалось выше.

Для примера рассчитаем таким способом мощность электрического котла, устанавливаемого в доме 80 м2 с высотой потолков 3 м, с пятью окнами и одной дверью.

N котла = 40х80х3+500+200=10300 Вт, или приближенно 10 кВт.

Если расчёт ведётся для квартиры на третьем этаже, необходимо полученную величину умножить, как уже говорилось, на понижающий коэффициент. Тогда N котла = 10х0.7=7 кВт.

Теперь поговорим о твердотопливных котлах.

Для твердотопливных

Этот вид оборудования, как ясно из названия, отличается использованием для отопления твёрдого топлива. Преимущества таких агрегатов очевидны большей частью в отдалённых посёлках и дачных обществах, где нет газопроводов. В качестве твёрдого топлива используются обычно дрова или пеллеты — прессованная стружка.

Методика расчёта мощности твердотопливных котлов идентична приведённой выше методике, характерной для газовых котлов отопления. Иными словами, расчёт ведётся по формуле:

N котла = S х N уд. / 10.

После расчёта силового показателя по этой формуле, его также умножают на приведённые выше коэффициенты.

Однако в этом случае необходимо учесть тот факт, что у твердотопливного котла низкий КПД. Поэтому после расчёта описанным методом следует прибавить запас мощности примерно 20%. Впрочем, если в системе отопления планируется использовать тепловой аккумулятор в виде ёмкости для накопления теплоносителя, то можно оставить расчётную величину.

Чертеж твердотопливного котла расчетной мощности

Перебор и недобор

Напоследок отметим, что установка котла для отопления без предварительного расчёта его мощности может привести к двум нежелательным ситуациям:

  • Мощность котла ниже необходимой для отопления имеющихся помещений.
  • Мощность котла больше, чем необходимо для обогрева имеющихся помещений.

В первом случае, помимо того, что дома будет постоянно холодно, сам агрегат может выйти из строя из-за постоянных перегрузок. А расход горючего окажется неоправданно большим. Переустановка котла на новый сопряжена с большими материальными расходами и трудностями при демонтаже, стоит ли говорить о моральных издержках? Вот почему так важно правильно рассчитать мощность агрегата!

Во втором случае не всё так плачевно. Избыточная мощность котла, в основном, просто доставляет неудобство. Во-первых, это ощущение излишне потраченных денег на дорогой агрегат. Во-вторых, как ни странно, слишком мощный агрегат, работающий постоянно вполсилы, снижает свой КПД и быстро изнашивается. К тому же, много топлива будет расходоваться впустую.

Как видим, во втором случае тоже есть существенные минусы. Однако здесь ситуацию можно исправить, если, скажем, добавить котлу функцию обогрева горячего водоснабжения. В любом случае, конечное решение за потребителем.

Указанные рекомендации должны помочь потребителям во время сложного процесса выбора и приобретения отопительного агрегата.

Какой мощности выбрать твердотопливный котел: расчеты и пояснения

Для каждого владельца дома в последнее время актуальна замена газового прибора на твердотопливный котел. Связано с меньшим расходом семейного бюджета на оплату горючего материала – древесный или угольный стоит гораздо дешевле, чем газ.

Чтобы замена была полноценной, т.е. при меньших затратах температура в доме была комфортной, необходимо правильно рассчитать мощность твердотопливного котла. В этой статье мы поможем понять, как это сделать, не прибегая к помощи специалистов. Отсутствие их влияния на ваше решение позволит определить реально необходимые параметры мощности твердотопливного котла.

Дополнительно укажем, как влияет на КПД отопительного оборудования выбор топлива. Его вариантов для твердотопливного котла множество:

  • ископаемый материал разной фракции;
  • дрова разных пород деревьев;
  • сырье из переработанной древесины и растений.

Каждый позволяет получать свою мощность теплового котла. Также сгорает с разной скоростью, что влияет на денежные расходы.

Важность расчета мощности котла

От того, насколько правильно выбран котел для отопления по мощности, зависит ваш комфорт в самый холодный период зимы. Также от этого зависит возможность установки накопительного бойлера для горячей воды или прокладывание системы теплый пол. Если вы собираетесь обеспечить свою семью всеми благами цивилизации, то мощности котла должно хватать на все дополнительные устройства, а не только на отопление.

Больше, чем надо

Ошибочно считать, что необходимо брать котел с запасом кВт. Мощность оборудования, которая не будет использоваться – это выкинутые на ветер деньги, причем, не малые.

Есть и другой момент, почему это нежелательно делать – касается вашей безопасности. Если вы купили слишком мощный котел, а систему отопления настраивали исходя из параметров дома, как это делают многие, то она попросту может не выдержать нагрузки. Выход из строя измерительных приборов, прорыв труб с кипятком из-за повышенного давления, пожар и прочие опасные ситуации могут случиться в любой момент.

Меньше, чем надо

Выбор твердотопливного котла меньшей мощности, чем требует помещение – это меньше потраченных денег из бюджета семьи. Также можно выделить совсем небольшую комнатку под котельную. Ведь твердотопливным котлам с небольшой мощностью требуется меньшая зона безопасности.

Однако выбор оборудования со слишком заниженными показателями кВт грозит холодом в зимние месяцы. И даже если для вас комфортная температура воздуха в доме 15-17 °С, то это не значит, что она подходит для самого дома и вашего ремонта.

При таком уровне отопления, могут местами отсыреть стены: отклеятся обои и размножится грибок. Следовательно, ожидайте траты на ремонт и лечение всей семьи.

Исходя из всего вышесказанного, котел, работающий на твердом топливе, должен соответствовать вашему дому. Иначе не избежать дополнительных расходов денег, времени и нервов.

Объективные параметры для расчета мощности

Чтобы рассчитать, какой мощности должно быть оборудование, необходимо учитывать массу параметров. Практически все они имеют математическое выражение и участвуют в формуле, дающей точные показатели мощности твердотопливных котлов.

К параметрам, которые необходимо учитывать, относится:

  1. Объем помещения (V куб.м). Наверняка вы знаете площадь своего дома и высоту потолков.
  2. Разница t °С между желаемой домашней и ожидаемой уличной в самый холодный период и (ΔT °С). Рассчитывается индивидуально от ваших предпочтений и климата региона:
    • хотите в доме 22 °С — (- 28 февральских градусов)=50 °С. Именно этот показатель необходимо будет подставить в основную формулу расчета, которую мы приведем ниже.
  3. Коэффициент тепла, который теряется по разным причинам (К). Общепринятые величины, определенные опытным путем. Выберите из предложенного списка, подходящую для вашего дома:

  • 3-4 – деревянный дачный домик без дополнительных утеплителей (кирпича или пенопласта);
  • 2-2,9 – деревянная постройка с теплоизоляцией или дом со стенами в один кирпич, а окна одностекольные;
  • 1-1,9 – сооружение со стенами из двух кирпичей, двойными стеклами окна и крышей без утепления;
  • 0,6-0,9 – современный вариант постройки: двойные стеклопакеты, теплоизоляция стен, крыши и пола.
  • Число, позволяющее перевести полученный показатель в кВт – 850.

    • Как видите, необходимо посчитать только две величины: внутренний объем дома и разницу температур. Остальные показатели готовы к применению. Теперь можем определить главный показатель – мощность котла (Q кВт/ч).

    Формула для расчета мощности котла

    Узнайте вышеперечисленные параметры, и останется только подставить их в формулу:

    Например, у вас дом постройки конца 90-х с площадью 150 кв.м и потолками 3 м (объем = 450). И считаете комфортной температуру 22 градуса (разница рассчитана выше). Тогда ваше определение мощности котла будет выглядеть так:

    450*50*1/850 = 26,47 кВт/ч

    Этот показатель может быть окончательным, если нет других факторов, например, использования части тепла для нагрева воды, подогрева пола. Иначе потребуется выбирать котел для отопления с большей мощностью, нежели расчетная.

    Существует и более простой расчет, но менее точный. Вам даже не потребуется сложные вычисления. Принято считать, что для 10 кв.м площади, необходимо 1,3 кВт мощности отопительного котла. Следовательно, при той же площади в 150, можно составить такую формулу:

    150*1,3/10 = 19,5 кВт/ч

    Как видите, разница с более сложными расчетами равна почти 7 кВт. Конечно, ваше право определить для себя, какую необходимую мощность считать верной и купить котел для твердого топлива, исходя из собственных умозаключений.

    Если вы уверены, что зима будет мягкой, или работаете над первосортным утеплением дома, то можно рассчитать мощность отопительного котла и упрощенным способом. Если же покупкой теплового оборудования меньшей мощности просто хотите сэкономить денег, то рискуете получить в доме не более 15°С.

    Формула расчета мощности котла с подключением к бойлеру

    Часто консультанты магазинов рекомендуют накинуть еще 30% к мощности оборудования. Следовательно, необходимо купить котел для твердого топлива с мощностью 34,4 кВт/ч (26,47+30%). Насколько это верно? Ниже мы даем расчет объективных кВт для нагрева воды.

    В данной формуле, как и при расчете мощности котла только для отопления, используются понятные всем показатели:

    • константа теплоемкости воды (4200 Дж/кг*К) – с;
    • масса воды, которая требует нагрева (кг) – m;
    • разница t °С воды в водопроводе и бойлере.

    Берем за пример все тот же дом с отоплением котлом мощностью 26,47 кВт. Именно к этому показателю мы прибавим новый.

    Один показатель у нас неизменный (с). Объем воды: семья из 2-х человек в среднем расходует в день 400 кг воды (с установленной ванной). Этот показатель может быть значительно меньше, если ванна наполняется не каждый день. Однако мы возьмем больший, для понимания возможных потребностей вашей семьи, т.е. именно 400 кг.

    Разница температур рассчитывается просто. Температура воды в бойлере, как правило, 80°С. Остаточная вода в трубах водоснабжения – 10-12 °С. Соответственно, разница равна 68 градусам.

    4200*400*68 = 114240000 Дж/кг*К

    Переводим в кВт = 31,73

    Как видите, показатель не совсем 30%. И потребуется котел отопления 68,2 кВт (26,47+31,73). Однако, как уже было сказано, взят максимальный расход воды. Возможно при меньшем, будет достаточно и 30% увеличения показателя.

    Вывод из приведенного примера! Нельзя полагаться на рекомендации человека, который не знает потребности в горячей воде вашей семьи.

    Влияние топлива на КПД котла

    Все приведенные выше расчеты мощности не базируются на каком-либо одном виде топлива. И даны условно, исходя из возможностей той или иной модели котла.

    Чтобы пользоваться полными возможностями оборудования для отопления, необходимо учитывать вид закладываемого в топку материала – его КПД (выдаваемую мощность при сгорании).

    Как мы уже упоминали, видов топлива огромное количество. И чтобы выбрать оптимальный для себя вариант, необходимо понимать, как часто вы готовы подкладывать новую партию топлива. На какую цену вы рассчитываете и можете ли самостоятельно подготавливать купленный материал для закладки в топку.

    Ниже мы приводим параметры разного вида топлива и связанных с ним нюансов:

    1. Опилки – топливо, которое при закладке 300 г дает 1 кВт/ч. Стоят недорого и не требуют каких-либо подготовительных манипуляций. Сыпучий материал может создать немного мусора в котельной. Однако его легко собрать.
    2. Брикеты из ольхи – для достижения 3,5 кВт/ч требуется всего 290 г материала. Стоят дороже, чем опилки. Однако их КПД выше, а значит, топлива потребуется меньше. Вовсе не оставляют мусора, т.к. сильно спрессованы.
    3. Материал из деревьев других сортов, используемых для производства брикетов. Позволяет получать 3 кВт/ч при закладывании 300 г топлива. Немного дешевле предыдущего варианта, но и КПД немного ниже. Обладает теми же плюсами – работать с ним комфортно.
    4. Дрова дают 1 кВт/ч с 250 г. Один из самых дешевых вариантов топлива на сегодняшний день. Его показатель мощности сравним с опилками. Однако дрова необходимо подготавливать: пилить и рубить. Место они занимают гораздо больше других материалов и о нем необходимо позаботиться заранее.
    5. Уголь антрацит – 5,7 кВт с веса 490 г. Материал дешевле брикетов, но дороже дров. Требует хранения в сухом месте и оставляет после себя много грязи.

    Как видите, разнообразие топлива позволяет выбрать подходящий вариант. Единственная оговорка: под него должна быть рассчитана топка твердотопливного котла.