Розрахунок потужності котла опалення по площі і тепловтрат будівлі, приклади

Централізована система опалення доступна не у всіх районах РФ, а в деяких регіонах вартість послуг ЖКГ просто позамежна. Через це в приватних і багатоквартирних будинках монтують автономні комплекси на чолі з котлом. Вибір залежить від умов проживання (наявність або відсутність газової магістралі, електромереж тощо) і бюджету на покупку. Але перш ніж приступити до пошуку приладу, потрібно провести розрахунок потужності котла.

Зміст:

1. Обчислення по площі будівлі
2. Тепловтрати будівлі і підбір котла
3. Що ще впливає на вибір?

В процесі проектування будівлі завжди беруть участь інженери-теплотехніки, які проводять комплекс складних розрахунків і підбирають оптимальні системи гарячого водопостачання (ГВП) і опалення. Але що робити, якщо немає можливості замовити професійну проектування? Як правильно розрахувати потужність твердопаливного газового і електричного котла?

Розрахунок по площі будинку

Завдання опалення в тому, щоб не тільки нагріти приміщення, але і в подальшому компенсувати тепловтрати. Дуже часто можна зустріти застарілий варіант - розрахунок на квадратний метр житла. Тобто за аксіому приймається твердження, що на 1 кв. м. площі при висоті стелі до 2,5 м потрібно 100 Вт теплової енергії. Отриманий результат коригується на питомий показник потужності для різних кліматичних зон Росії (СНиП 23-01-99, СП 131.13330.2012 «Будівельна кліматологія»). усереднено:

• Для північних областей - 1,5-2.
• У середній смузі - 1,2-1,5.
• Південні регіони - 0,7-0,9.

Найпростіший розрахунок потужності котла опалення по площі проводиться за формулою:

W = q * S, де:

• q - це питомий коефіцієнт потужності для заданого регіону;
• S - загальна площа житла.

Це вірно для будинків, побудованих в 50-60 рр. минулого століття. Зараз продавці опалювального обладнання використовують уточнюючі поправки: запас в 15 і 20% для одно- і двоконтурного.

Приклад 1.

Московська область. Є будинок цегляний 1-поверховий, загальна площа - 80 кв. м. Потужність = (80 * 100) * 1,2 = 9 Потужність 600 Вт. Одноконтурний котел - 11,04 кВт, двоконтурний з пріоритетом ГВП - 11,52.

Зрозуміло, такий розрахунок не можна назвати коректним, оскільки не враховуються реальні тепловтрати будинку з урахуванням його габаритів, матеріалу і товщини огороджувальних конструкцій, наявності або відсутності утеплюють шарів, формату вікон і так далі. Є ще один ключовий фактор, про який рідко згадують продавці - можливість саморегулювання. Сучасні газові та електричні котли управляються автоматикою, мають граничні температури включення і виключення і групу безпеки (захист від перегріву, «сухого» ходу та інше). Твердопаливні ж найчастіше перебувати під постійним наглядом, всі операції проводяться вручну. Термоакумулятори для надлишків тепла встановлюють деякі, тому без постійного контролю великий ризик перегріву і виходу з ладу всієї системи. Для подібних котлів необхідний ретельний розрахунок.

Тепловтрати будинку і потужність опалювального котла

Розрахунок термовитрати цілком можна зробити через спеціальні онлайн-програми або калькулятори. Або самостійно за алгоритмом, наведеним нижче. Коректний розрахунок ГВС і котла опалення залежить від того, скільки тепла в добу втрачається через стіни, вікна, підлога, стеля, вентиляцію, а також зразкового обсягу споживаної гарячої води. Для обчислення першого фактора враховуються:

• Опір теплопередачі (R) кожної огороджувальної конструкції.
• Різниця температур всередині і зовні житла.

В інженерній теплотехніки використовується наступна формула для обчислення опору термопередачі різних матеріалів:

R = ΔT / q, де:

• q - кількість тепла, що втрачається 1 кв. м огороджувальної конструкції (Вт / м²);
• ΔT - різниця між температурою в найхолоднішу тиждень року і середньої всередині приміщення (° С). Як правило, в довідниках наводиться ΔT = 50 ° С (Тнаруж = -30 ° С, Твнутр = +20 ° С.).

Стандартні значення R для різних стінових матеріалів і вікон наведені в таблиці:

З таблиць очевидно, що, наприклад, придбання електричного котла з запасом потужності 30%, які нібито повинні компенсувати втрати тепла через вікно - зайва трата грошей. Двокамерний склопакет втрачає в 2 рази менше тепла, ніж звичайне Однорамна скління, а це щомісячна економія більше 50 кВт.

Точний розрахунок системи опалення приватного будинку включає коригування на власні дані в регіоні або області. Формула трохи видозмінюється:

R2 = R1 х ΔT2 / ΔT1, де:

• R1 - тепловтрати при ΔT = 50 ° С;
• R2 - тепловтрати при ΔT за даними користувача;
• ΔT1 - норматив 50 ° С;
• ΔT2 - показник, розрахований за вашим параметрам.

Приклад 2.

Московська область. Є будинок цегляний 1-поверховий, загальна площа - 80 кв. м, примусова вентиляція. Підбирається електричний двоконтурний котел. Розрахуємо тепловтрати для 1 кімнати з наступними характеристиками:

• Площа - 40 кв. м (8 * 5).
• Кількість зовнішніх стін - 2 шт.
• Висота стелі - 3 м.
• Товщина стін - 76 см.
• Вікна (подвійний склопакет) - 4 шт, 1,8 * 1,2.
• Пол - настильний дерев'яний з утепленням.
• Над стелею - горищне нежитлове приміщення.
• Необхідна температура всередині - +20 ° С.
• Гранична зимова на вулиці - -30 ° С.

1. Площа зовнішніх стін (без віконних прорізів) S1 = (8 + 5) * 3 - 4 * (1,2 * 1,8) = 30,36 кв. м.

2. Площа віконних прорізів В2 = 4 * 1,2 * 108 = 8,64 м²

3. Площа статі S3 і стелі S4 ідентична = 40 кв. м.

4. Площа внутрішніх стін не враховується при розрахунку, так як тепловтрат немає.

5. Опір теплопередачі для цегляної стіни: R = 50 / 0.592 = 84,46 м² * ° C / Вт.

6. термовитрати для кожної поверхні:

• Qстен = 30,36 * 84,46 = 2564,2 Вт
• Qокон = 8.64 * 135 = 1166.4 Вт
• Qпол = 40 * 26 = 1040 Вт
• Qпотолка = 40 * 35 = 1400 Вт
• Qобщ = 6170,6 Вт

Таким чином, щоденні сумарні витоку тепла 1 кімнати складають 6,17 кВт в найхолоднішу погоду. Зрозуміло, чим вище температура повітря зовні, тим менше втрати. Якщо припустити, що отриманий показник ідентичний для площі, що залишилася вдома, то приблизна потужність електричного котла за обсягом приміщення - 12,3 кВт.

Фахівці рекомендують коригувати розрахунок котла для опалення за рівнем тепловтрат на величину запасу потужності - 15-30%. Справа в тому, що значні витоки тепла відбуваються за допомогою вентиляції, особливо примусової. Також можливі скачки напруги в електроагрегатах, перепади тиску води і газу в магістралях для котлів, недостатня або надмірна подача повітря для підтримки горіння в твердопаливних пристроях.

Сумлінні установники систем завжди попереджають - в паспорті котла вказується номінальна потужність. Ця величина часом значно відрізняється від корисної (дійсної) потужності. Справа в тому, що рідко які котли (крім конденсаційних) мають ККД понад 95%. Газові і твердо або рідкопаливні агрегати втрачають до 20% в процесі роботи - вони просто «летять» в витяжку або димар. Пояснимо на прикладі:

• Оскільки вентиляція примусова, необхідна потужність складає: 12,3 + 20% = 14,76 кВт.
• Котел DAKON РТЕ-М 16: максимальна споживана потужність - 16,6, ККД = 99,1%.
• Тобто, 16,6 - (100 - 99,1)% = 16,45 кВт. Такий котел забезпечить опалення в повному обсязі, не виходячи на граничні показники в роботі, і прослужить досить довго.
• Якщо ж вибирається газовий Ariston CLAS SYSTEM 15 CF 16,5 кВт з ККД = 91,2%, то: 16,5 - (100 - 91,2)% = 15,04.
• За рахунок витяжки втрачається ще до 20%: 15,04 - 20% = 12,03 кВт.

Очевидно, що ця модель не «потягне» наше приміщення.

Знаючи розрахункову потужність, нескладно підібрати котел для двоконтурної системи - в паспорті завжди вказується плановані показники для кожного з контурів. Для твердопаливних котлів високої потужності можна придбати теплоаккумулятор, який відмінно збереже надлишки виробленого тепла. Таким чином досягається оптимальний результат: достатній рівень опалення і мінімізація витрат.