Как правильно рассчитать твердотопливный котел

 

Правильный расчет мощности твердотопливного котла – половина успеха. Переплачивать за установку повышенной производительности нет смысла, слишком слабое устройство не будет удовлетворять текущим запросам. Отталкиваться следует от текущих тепловых потерь в здании. Они зависят от широкого перечня факторов, включая материалы строительства, наличие теплых полов.

Расчеты по площади

Для начала рассмотрим, как рассчитать мощность твердотопливного котла по площади помещений, этот метод используется чаще всего. В российских климатических условиях для отопления 10 квадратов нужно около 1 кВт. Если площадь постройки 100 метров, получаем 10 кВт. Это примерные расчеты, но общее представление они дают.

Дополнительно можно использовать корректирующие коэффициенты. Норма 1 кВт на каждый квадратный метр площади справедлива для помещений с высотой потолков не более 2.7 м, в остальных случаях нужна более высокая мощность. 20% к полученному значению добавляют сразу, если котел будет использоваться и для отопления, и для нагрева воды.

Заложите в расчет тепловые потери. Независимо от используемого топлива (газ, дрова, дизель) это будет:

• 15% на проветривание;
• 35% при плохом утеплении стен;
• 15% на холодные полы.

Учтете каждый нюанс – получите теплый, комфортный дом.

Можете использовать простую формулу: W = S*Wуд., где

• S – это площадь отапливаемых помещений в метрах квадратных;
• W – мощность оборудования, кВт;
• Wуд – показатель удельной мощности, за ориентир берется среднее для конкретной климатической зоны значения.

Купить самый мощный?

Некоторые покупатели решают не думать о том, как рассчитать твердотопливный котел, а просто берут самую мощную установку. Да, так поступать можно, но Вы заплатите больше, чем могли бы. Производительное оборудование дорого обходится в покупке, эксплуатации, способствует росту нагрузок на гидравлические системы, вызывает сбои в их работе, постоянные поломки.

Частично перечисленные проблемы устраняет горелка модуляции, которая отвечает за настройки силы горения. Но если разница между оптимальной и реальной мощностью большая, горелка может срабатывать не всегда, не корректно, котел начнет работать импульсивно. Нет смысла переплачивать за супепроизводительную установку, тем более, что основные расчеты выполняются просто.

Другие рекомендации

Также при расчете мощности твердотопливного котла нужно учитывать, что:

1. Тепловая мощность (то есть объемы выработанного за час тепла) зависят от фазы горения, используемого топлива. Это не стабильные показатели.
2. Номинальная, заявленная производителем мощность может быть достигнута при сжигании марки Антрацит. Это самый дорогой уголь, он имеет максимальную теплоту сгорания. Для других типов нужно использовать поправочные коэффициенты. Для каменного угля это будет 1.05, бурого 1.18, брикетов 1.25, сухих дров 1.25, сырых поленьев 3.33. Без применения поправочных коэффициентов данные предварительных расчетов получаются очень примерными.
3. Производитель определяет номинальную тепловую мощность как средний показатель выработанной установкой за час мощности при полной загрузки углем Антрацит. Режим горения при расчетах используется нормальный, с избытком кислорода. В первый и четвертый часы котел выдает максимальную мощность, во второй-третий всего около 30% от общих значений. В номинальных показателях будет указан усредненный вариант.
4. Запас мощности к среднему показателю потребления энергии нужно делать примерно 30%. Он покроет неучтенные тепловые потери, нивелирует несоответствия в качестве топлива заявленным параметрам, продлит горение каждой загрузки, покроет необходимые для подготовки горячей воды запросы. Иногда запас увеличивают на 100-200%, но оптимальным вариантом будет именно 30%.
5. Больше 12 часов горят только пиролизные котлы. Чтобы твердотопливный работ такое время, нужно запускать режим тления, создавать дефицит кислорода в топке. При этом упадет эффективность сжигания топлива, возрастет зольность. Производители не советуют часто включать котел в данном режиме в принципе.
6. Одно топливо горит быстро, другое медленно. Если не уверены в выборе, посмотрите обзоры, выполните расчеты для каждого варианта, обратитесь за консультацией к менеджеру магазина.

Тепловую мощность для отопительной системы опционально рассчитывать на период самой холодной пятидневки зим последних лет. Это ориентировочно -19—23°C. Система за период отопления потребляет около половины расчетных тепловых нагрузок. Поэтому чем теплее на улице, тем дольше горит одна загрузка.

Компания «Котёл 52» предлагает качественное оборудование для частных домов, помогает в выборе. Твердотопливные пиролизные котлы утилизаторы отвечают стандартам отрасли, находятся на гарантии.

Расчет мощности котла отопления: по площади и объему

Чтобы обеспечить комфортную температуру на протяжении всей зимы котел отопления должен выдавать такое количество тепловой энергии, которое необходимо для восполнения всех  потерь тепла здания/помещения. Плюс к этому необходимо иметь еще и небольшой запас мощности на случай аномальных холодов или расширения площадей. О том, как рассчитать требуемую мощность и поговорим в этой статье. 

Для определения производительности отопительного оборудования нужно в первую очередь определить потери тепла здания/помещения. Такой расчет называется теплотехническим. Это один из самых сложных расчетов в отрасли, так как требуется учесть много составляющих.

Для определения мощности котла необходимо учесть все потери тепла

Безусловно, на величину теплопотерь, влияют материалы, которые использовались при возведении дома. Потому учитываются стройматериалы, из которых изготовлен фундамент, стены, пол, потолок, перекрытия, чердак, кровля, оконные и дверные проемы. Принимается во внимание тип разводки системы и наличие теплых полов. В некоторых случаях считают даже наличие бытовой техники, которая во время работы выделяет тепло. Но совсем не всегда требуется такая точность. Есть методики, которые позволяют быстро прикинуть требуемую производительность отопительного котла, не погружаясь в дебри теплотехники.

Расчет мощности котла отопления по площади

Для приблизительной оценки требуемой производительности теплового агрегата достаточно площади помещений. В самом простом варианте для средней полосы России считают, что 1кВт мощности может обогреть 10м² площади. Если у вас дом площадью 160м2, мощность котла для его обогрева — 16кВт.

Эти расчеты приблизительны, ведь не учитывается ни высота потолков, ни климат. Для этого существуют выведенные опытным путем коэффициенты, при помощи которых вносятся соответствующие корректировки.

Указанная норма — 1кВт на 10м² подходит для потолков 2,5-2,7м. Если у вас потолки в помещении выше, нужно вычислять коэффициенты и пересчитывать. Для этого высоту ваших помещений делим на стандартную 2,7м и получаем поправочный коэффициент.

Расчет мощности котла отопления по площади — самый простой способ

Например, высота потолков 3,2м. Считаем коэффициент: 3,2м/2,7м=1,18 округляем, получаем 1,2. Выходит, что для обогрева помещения 160м

2 с высотой потолков 3,2м требуется отопительный котел мощностью 16кВт*1,2=19,2кВт. Округляют обычно в большую сторону, так что 20кВт.

Чтобы учесть климатические особенности есть уже готовые коэффициенты. Для России они такие:

• 1,5-2,0 для северных регионов;
• 1,2-1,5 для подмосковных регионов;
• 1,0-1,2 для средней полосы;
• 0,7-0,9 для южных регионов.

Если дом находится в средней полосе, чуть южнее Москвы, применяют коэффициент 1,2 (20кВт*1,2=24кВт), если на юге России в Краснодарском крае, например, коэффициент 0,8, то есть мощность требуется меньше (20кВт*0,8=16кВт).

Расчет отопления и подбор котла — важный этап. Неправильно найдете мощность и можете получить такой результат…

Это основные факторы, которые учитывать необходимо. Но найденные значения справедливы, если котел будет работать только на отопление. Если требуется еще и греть воду, нужно добавить 20-25% от рассчитанной цифры. Потом требуется добавить «запас» на пиковые зимние температуры. Это еще 10%. Итого получаем:

• Для отопления дома и ГВС в средней полосе 24кВт+20%=28,8кВт. Потом запас на холода — 28,8кВт+10%=31,68кВт. Округляем и получаем 32кВт. Если сравнивать с первоначальной цифрой в 16кВт, разница получается в два раза.
• Дом в Краснодарском крае. Добавляем мощность для нагрева горячей воды: 16кВт+20%=19,2кВт. Теперь «запас» на холода 19,2+10%=21,12кВт. Округляем: 22кВт. Разница не столь разительная, но тоже достаточно приличная.

Из примеров видно, что учитывать хотя-бы эти значения нужно обязательно. Но очевидно, что в расчете мощности котла для дома и квартиры, разница быть должна. Можно пойти тем же путем и использовать коэффициенты для каждого фактора. Но есть более простой способ, который позволяет внести коррекции за один раз.

При расчете котла отопления для дома применяется коэффициент 1,5. Он учитывает наличие теплопотерь через кровлю, пол, фундамент. Справедлив при средней (нормальной) степени утепления стен — кладка в два кирпича или аналогичные по характеристикам стройматериалы.

Для квартир применяются другие коэффициенты. Если сверху находится отапливаемое помещение (другая квартира) коэффициент 0,7, если отапливаемый чердак — 0,9, если неотапливаемый чердак — 1,0. Нужно найденную по описанной выше методике мощность котла умножить на один из этих коэффициентов и получите достаточно достоверное значение.

Чтобы продемонстрировать ход вычислений, произведем расчет мощности газового котла отопления для квартиры 65м² с потолками 3м, которая расположена в средней полосе России.

1. Определяем требуемую мощность по площади: 65м²/10м²=6,5кВт.
2. Вносим поправку на регион: 6,5кВт*1,2=7,8кВт.
3. Котел будет греть воду, потому добавляем 25% (любим погорячее) 7,8кВт*1,25=9,75кВт.
4. Добавляем 10% на холода: 7,95кВт*1,1=10,725кВт.

Теперь результат округляем и получаем: 11Квт.

Указанный алгоритм справедлив для подбора отопительных котлов на любом виде топлива. Расчет мощности электрического котла отопления  ничем не будет отличаться от расчета котла твердотопливного, газового или на жидком топливе.   Основное — производительность и эффективность котла, а теплопотери от типа котла не изменяются. Весь вопрос в том, как потратить меньше энергоносителей. А это уже область утепления.

Мощность котла для квартир

При расчете отопительного оборудования для квартир можно пользоваться нормами СНиПа. Использование этих норм еще называют расчетом мощности котла по объему. СНиП задает требуемое количество тепла на обогрев одного кубического метра воздуха в типовых постройках:

• на обогрев 1м³ в панельном доме требуется 41Вт;
• в кирпичном доме на м³ идет 34Вт.

Зная площадь квартиры и высоту потолков, найдете объем,  затем, умножив на норму в узнаете мощность котла.

Расчет мощности котла не зависит от типа используемого топлива

Для примера посчитаем требуемую мощность котла для помещений в кирпичном доме площадью 74м²  с потолками 2,7м.

1. Вычисляем объем: 74м²*2,7м=199,8м³
2. Считаем по норме сколько нужно будет тепла: 199,8*34Вт=6793Вт. Округляем и переводим в киловатты, получаем 7кВт. Это и будет необходимая мощность, которую должен выдавать тепловой агрегат.

Несложно посчитать мощность для такого же помещения, но уже в панельном доме: 199,8*41Вт=8191Вт. В принципе, в теплотехнике округляют всегда в большую сторону, но можно принять во внимание остекление ваших окон.  Если на окнах энергосберегающие стеклопакеты, можно округлять в меньшую сторону. Считаем, что стеклопакеты хорошие и получаем 8кВт.

Выбор мощности котла зависит от типа здания — для обогрева кирпичных требуется меньше тепла, чем панельных

Далее нужно, так же как и в расчете для дома, учесть регион и необходимость подготовки горячей воды. Актуальна и поправка на аномальные холода. Но в квартирах большую роль играет расположение комнат и этажность.  Принимать во внимание нужно стены, выходящие на улицу:

• Одна наружная стена — 1,1
• Две — 1,2
• Три — 1,3

После того, как учтете все коэффициенты, получите достаточно точное значение, на которое можно опираться при выборе техники для отопления.

Если хотите получить точный теплотехнический расчет, его нужно заказывать в профильной организации.

Есть еще один метод: определить реальные потери при помощи тепловизора — современного прибора, который покажет к тому же места, через которые утечки тепла идут более интенсивно. Заодно сможете устранить и эти проблемы и улучшить теплоизоляцию. И третий вариант — воспользоваться программой-калькулятором, который посчитает все вместо вас. Нужно только выбрать и/или проставить требуемые данные. На выходе получите расчетную мощность котла. Правда, тут есть определенная доля риска: непонятно насколько верные алгоритмы заложены в основу такой программы. Так что все-таки придется еще хотя-бы приблизительно просчитать для сравнения результатов.

Так выглядит снимок тепловизора

Надеемся, у вас теперь есть представление о том, как рассчитать мощность котла. И вас не путает, что это газовый котел, а не твердотопливный,  или наоборот.

По результатам обследования можно устранить утечки тепла

Возможно, вас заинтересуют статьи  о том, как рассчитать мощность радиаторов и выбор диаметров труб для системы отопления.    Для того чтобы иметь общее представление об ошибках, которые часто встречаются при планировании системы отопления смотрите видео.

Формула расчета расхода твердотопливных котлов КОЛВИ

В условиях ежегодного роста цен на газовое отопление растет популярность твердотопливных котлов. Особенно они актуальны для сельской местности, где обогревать помещение дровами выгоднее, чем платить заоблачные счета за газ.

 

Производство промышленных и бытовых твердотопливных котлов. В промышленных подача топлива происходит автоматически, в бытовых — вручную.

 

К выбору отопительного оборудования подходят системно, учитывают три группы технических факторов для создания максимально комфортной атмосферы в доме:

• сжигание определенного вида топлива (уголь, дрова, брикеты, различные отходы), то есть КПД котла, от которого зависит объем расхода топлива.
• Вторая группа — конструктивные параметры котла, то есть качество металла или чугуна, из которого изготовлены корпус котла и поверхности теплообмена (качество сварных швов, качество отливки чугунных секций), а также наличие определенных предохранительных элементов (автоматика, охлаждающий змеевик).
• Третья группа характеристик твердотопливных котлов – это эксплуатационные параметры, то есть комфорт и удобство для пользователя.

Рабочие параметры определяют, насколько легко настроить и управлять котлом, чистить его и обслуживать. В третью группу входит важнейший фактор для бытовых твердотопливных котлов: время горения топливной вставки, как часто ее нужно будет подавать.

 

Котлы Ideal, то есть обладающие всеми вышеперечисленными достоинствами (высокий КПД, качественная компоновка и удобство эксплуатации), представлены на рынке отопления очень незначительно, к тому же их стоимость зачастую не по карману большинству потребителей. Поэтому в процессе выбора необходимой модели твердотопливного котла чаще всего выбирают компромиссный вариант, в котором упор делается именно на комфорт эксплуатации.

 

На время горения твердотопливного котла влияют:

1. Объем камеры сгорания. Вполне логичный параметр, так как чем больше объем топки, тем соответственно больше объем содержащегося в ней топлива. Кроме того, геометрические размеры топочной камеры влияют на удобство использования, особенно при сжигании дров. Гораздо практичнее и быстрее обслуживать большие бревна, а не мелкие деревяшки. Важен и тип самой камеры сгорания: верхнее, нижнее или объемное горение.
2. Тип и качество топлива. К ним относятся: теплотворная способность, влажность, насыпная плотность каждого вида топлива. Кроме того, для угля учитывается размер фракции, а для дров – размер поленьев.

Топливо каменноугольное имеет высокую теплотворную способность (в среднем 5500-6000 ккал на кг) и насыпную плотность (800 кг на 1 куб.м). Древесина, в свою очередь, имеет более низкий уровень тепловыделения (в среднем 3500 ккал на 1 кг) и плотности (550-600 кг на 1 куб. м). Очевидно, что один и тот же объем загрузки вмещает больше угля, чем дров, и такой уголь будет гореть дольше, чем аналогичная кладка из дерева.

 

Собственно продолжительность горения топлива рассчитывается просто:

1. Определяется полезная тепловая мощность котла (паспортные данные с учетом КПД).
2. Определяется объем загрузочной камеры (цифра из паспортных данных или произведение высоты, ширины и глубины печи).
3. Определяется вид используемого топлива и, соответственно, количество топлива, содержащегося в камере сгорания (с учетом плотности топлива и коэффициента укладки топлива)
4. Рассчитано количество тепловой энергии, которое можно «извлечь» из загруженного топлива.
5. Расчетное количество тепловой энергии из закладки делится на номинальную мощность котла. Полученная цифра и есть время горения закладки на номинальной мощности.

Пример. Твердотопливный котел Колви Евротерм КСТ-12. Тепловая мощность 12 кВт. Вид топлива — сухие дубовые дрова. Объем камеры сгорания составляет 33 литра (0,033 кубометра). КПД этого дровяного котла составляет 70%.

 

Плотность сухого дуба 650 кг на 1 м. куб. Соответственно при объеме топки 0,033 куб.м теоретически возможная вместимость топки 650×0,033=21 кг дров. Однако мы понимаем, что реальный объем засыпки будет на порядок меньше, так как загруженные дрова будут иметь определенное количество зазоров между собой и стенками топки. Поэтому для древесины используется такой показатель, как коэффициент укладки. Этот параметр достаточно условен и может варьироваться в пределах 0,35-0,5. Для этого примера возьмем среднее значение 0,4.
 

Таким образом, с учетом коэффициента штабелирования количество дубовых дров: 21×0,4 = 8 кг, что является вполне реальным показателем.

 

Далее вычисляем теплотворную способность закладки: 8×4200 ккал = 33600 ккал, или 39 кВт. С учетом КПД котла эта закладка даст 39×0,7=27 кВт.

 

Теперь рассчитаем время горения закладки: 27 кВт/12 кВт = 2,25 часа.

 

Все факторы невозможно учесть с абсолютной точностью. Этот расчет дает ориентировочные значения, в формуле указана номинальная мощность котла при максимальной теплопотере.