Оптимальная мощность отопительного прибора не даст ни мерзнуть, ни жариться

В ситуации, когда высота помещения превышает 2,7 метра, сначала следует взять фактическую высоту и разделить её на 2,7 метра. Далее полученное значение умножается на ранее рассчитанную котловую производительность, основанную на площади отапливаемых помещений.

Как рассчитать мощность котла для дома

При выборе отопительного прибора необходимо учитывать не только его функции, тип топлива и конструкцию, но и одну из ключевых технических характеристик — мощность котла. Эта величина напрямую связана с площадью помещения, которое устройство сможет обогреть даже в условиях сильных морозов. Однако, чтобы правильно рассчитать мощность котла для отопления частного дома, нужно принимать во внимание не только площадь, но и ряд других параметров, которые будут рассмотрены в данной статье.

На чем основывается расчет

Мощность отопительного котла — это важный технический параметр, который показывает, сколько тепловой энергии может производить устройство за час. Она измеряется в киловаттах (кВт) и фиксируется в техническом паспорте устройства, а также часто указывается в названии модели. Например, максимальная рабочая мощность котла Partner 16 составляет 16 кВт, означая, что прибор может вырабатывать 16 кВт тепла за 1 час. Этот показатель определяется с учетом того, что котел используется исключительно в режиме отопления. Обычно указанная мощность является максимальным показателем рабочей мощности, который может варьироваться в зависимости от ряда факторов, таких как объем поступающего воздуха в горелку, тяга, качество топлива и прочие элементы. Поэтому также указывается диапазон площадей, которые котел может эффективно обогреть (например, 120–160 м²). Чтобы четко понять, как рассчитать мощность котла и какое устройство лучше всего подойдет для обогрева дома, нужно учитывать не только площадь, но и теплопотери, а также необходимость горячего водоснабжения как в доме, так и на придомовой территории.

Учитываем количество контуров

Площадь жилья — это основной фактор, влияющий на расчет необходимой мощности котла. Однако также следует обращать внимание на количество контуров, предусмотренных в модели котла. Котлы с одним контуром предназначены только для отопления, поэтому в расчетах учитывается общая площадь всех помещений, которые нужно нагреть. Двухконтурные котлы, помимо отопления, также могут обеспечивать нагрев воды для бытовых нужд. В этом случае требуется дополнительный запас мощности, который зависит от потребностей в горячей воде. Например, если в доме проживает два человека и горячее водоснабжение используется исключительно для мытья, то резерв мощности может быть необязателен. Однако если в доме, к примеру, имеется бассейн, хаммам или система снеготаяния, требования к мощности значительно увеличиваются. Например, мощность, необходимая для хаммама, может составлять до 5 кВт, а система водяного снеготаяния для придомовых дорожек может потребовать дополнительно 6–8 кВт.

Учитываем теплопотери

Несмотря на то, насколько герметичным и хорошо утепленным может быть дом, часть нагретого воздуха обязательно будет теряться в окружающую среду, проходя через дымоход, крышу, окна, двери и даже в подвал. Это нормальное явление, главное, чтобы теплопотери не превышали 30% от энергии, вырабатываемой котлом. При расчетах мощности котла отопления принимаются стандартные допустимые потери, которые зафиксированы в строительных нормативных документах (например, СП 50.13330.2012, СНиП 23-02-2003). Этот вариант подходит в том случае, если дом находится на этапе проектирования или если нет возможности измерить реальные теплопотери. Если дом уже построен, и, согласно расчетам, котел должен обеспечивать обогрев его площади, но помещения все равно остаются холодными, можно воспользоваться тепловизором для определения мест, где происходят утечки тепла и в каком объеме. Для расчета необходимой мощности котла можно использовать формулу, учитывающую теплопотери. Она будет приведена ниже.

Самый простой расчет

Если вы строите дом самостоятельно и не сильно разбираетесь в вопросах отопления, то вы можете легко попасть на уловку консультантов строительных магазинов. Часто можно услышать, что расчет мощности радиаторов производится по очень простым схемам:

100 Вт мощности на 1 квадратный метр

Или иной вариант:

2 секции радиатора на 1 квадратный метр

На первый взгляд, это может показаться ясным и понятным. Однако дело в том, что такая упрощенная формула игнорирует множество нюансов, таких как высота потолков, количество окон и дверей, наличие теплоизоляции и наличия балконов. Все эти факторы напрямую влияют на теплопотери и, безусловно, на общую эффективность и экономичность системы отопления.

Какая информация нужна

Перед тем как приступить к расчету мощности обогревателя, важно собрать всю необходимую информацию о конкретном помещении, где планируется установка отопительных приборов:

1. Климатические условия региона и температура воздуха в отопительный сезон. Выбор обогревателей и расчет их количества могут существенно варьироваться для средней полосы и северных территорий.
2. Расположение помещения и конкретно окон (север, юг, восток, запад).
3. Назначение помещения: гостиная, детская, кухня, хозяйственная комната, чердак и т.д.
4. Материал и толщина стен.
5. Количество окон и дверей, их конфигурация (обычные окна или французские), наличие и тип балконов (лоджия или мансарда).
6. Системы вентиляции — естественная и принудительная.

Далее следует определиться с материалом радиаторов. Обычно это учитывается уже на этапе создания дизайн-проекта, но если речь идет о существующем доме с установленными приборами, а вы хотите их заменить, то решение о новых радиаторах принимает еще на том раннем этапе. Количество секций радиаторов для одной комнаты зависит от их типа:

• Стальные радиаторы имеют мощность 100-150 Вт на секцию.
• Чугунные радиаторы — до 160 Вт на секцию.
• Биметаллические радиаторы — около 170-180 Вт на секцию.
• Алюминиевые радиаторы являются наиболее мощными, их показатель может достигать 180-200 Вт на секцию.

Кроме того, следует учитывать еще один параметр. Приведенные выше значения мощности радиаторов различных материалов являются идеальными, обычно они фиксируются производителем в сопроводительной документации, но могут не полностью соответствовать реальным условиям. Мощность секции радиатора отопления также зависит от температуры теплоносителя. Если вы располагаете этой информацией, расчеты будут более точными. Так называемый параметр DT учитывает температуру теплоносителя на входе и выходе. Максимальная мощность секции радиатора наблюдается при параметре 90/70, но такая температура редко достигается в российских отопительных системах. Обычно значения находятся в пределах 67-75/53-55 °С.

Алгоритм подбора мощности

Таким образом, процесс подбора мощности отопительного прибора можно описать следующим образом:

1. Определите объем отапливаемого помещения.
2. Установите теплопотери вашего дома.
3. На основании этих двух показателей выберите необходимую номинальную мощность.

Важно.
Следует иметь в виду, что теплый воздух распределяется в доме неравномерно. В помещениях с высокой изоляцией будет холоднее. Чем дальше комната от источника тепла, тем больше времени ей потребуется для прогрева. Чтобы ускорить процесс отопления, можно использовать систему вентиляции с разводкой воздуха через гофрированные каналы, которые идут от котла в соседние помещения (если данная система предусмотрена выбранной моделью оборудования).

Важно.
Для приборов с водяным контуром может указываться два параметра мощности: мощность для воздушного отопления и мощность для водяного отопления. Наличие водяного контура позволяет передавать тепло в соседние помещения (аналогично вентиляционным системам). То есть комната, в которой установлен обогреватель, будет получать тепло за счет воздуха, а соседние помещения — за счет водяного отопления.

Заполните данные, и специалист свяжется с вами.

Коротко о главном

Расчеты мощности электрического котла выполняются отдельно для отопления и горячего водоснабжения (ГВС). Затем полученные значения суммируются. При выборе необходимой мощности для отопительной сети производится расчет электрокотла по площади обогреваемого помещения или по его объему. Первый подход является более простым. Если его применять, нужно учитывать, что 1 кВт мощности достаточно для обогрева 10 м².

Метод расчета по объему включает использование коэффициента теплопотерь, который определяется на основании материала стен, а затем подставляется в специальную формулу.

Для вычисления мощности на ГВС следует учитывать, что вода сначала нагревается в котле до максимально возможной температуры, а затем разбавляется холодной водой из водопровода до состояния теплой жидкости. В этом расчете используется формула для определения объема горячей водной массы и коэффициент её удельной тепловой емкости.

Как вы считаете, лучше ли рассчитывать мощностные характеристики электрического котла по площади или по объему? Как вы проводили свои вычисления? Удовлетворены ли вы полученными результатами?

2. Какие параметры, кроме объёма и площади, влияют на выбор котла? И почему это важно?

Упрощенные формулы расчетов мощности часто приводят к приобретению неподходящих котлов. Каждый дом уникален, и теплопотери не могут быть одинаковыми для всех зданий. Перед расчетом мощности важно учесть свои данные:

1) Измерьте площади стен, окон и дверей;

2) Уточните толщину стен, вид отделки и используемый материал, а также высоту потолков;

3) Найдите минимальную температуру внутри дома в морозные дни;

4) Определите желаемую температуру, которую хотите достичь при установке котла;

5) Выпишите значения теплопроводности для используемых материалов в строительстве.

Материал стен

Толщина стен и вида материала
термическое сопротивление

Необходимая толщина для объекта

Кирпич (1600 кг/м³ — плотность)

510 мм (если делать кладку в два кирпича), R=0,73 °С·м²/Вт

1380 мм
2190 мм

150 мм, R=0,83 °С·м²/Вт

Керамзитобетон (1200 кг/м³ — плотность)

300 мм, R=0,58 °С·м²/Вт

1025 мм
1630 мм

Щит деревянный (внутри заполнение минеральной ватой + слой внутренней и наружной обшивки по 25 мм)

150 мм, R=1,84 °С·м²/Вт

Тепловое сопротивление различных материалов

Зачем это нужно? Ключевым фактором, влияющим на выбор котла, являются теплопотери вашего дома. Дома с одинаковыми площадью и объемом, но различающейся степенью утепления, требуют разного по мощности оборудования.

Куда уходит тепло:

Поверхности

Теплопотери (%)

Крыша и вентиляционные системы.

Фундамент, если он находится в контакте с грунтом.

Стены, окна и двери.

Первый этаж и не отапливаемые помещения, такие как подвал.

Также значение имеет разница температур между наружной средой и внутренней, климатическая зона, сила и направление ветра, а также положение дома относительно сторон света.

Теплопотери

3. Как посчитать мощность с учётом теплопотерь?

Что такое теплопотери? Допустим, на улице морозная погода с температурой -20°C, а температура в доме поддерживается на уровне +20°C. Между этими температурами происходит обмен энергии, и, таким образом, возникают теплопотери. Для того чтобы вычислить мощность котла с высокой точностью, важно учитывать величину теплопотерь в условиях суровой погоды.

Шаг 1

Теплопотери определяются по следующей формуле: Q = Q_крыши + Q_стен + Q_пола + Q_дверей + Q_окон,

Где Q — это теплопотери, возникающие через каждую поверхность квартиры.

Каждое значение Q можно вычислить с помощью следующей формулы: Q = S * T /R

Где Q — потери тепла в ваттах (Вт), S — площадь конкретной поверхности в квадратных метрах (м²), T — разница между уличной и комнатной температурой в градусах Цельсия, R — справочные данные теплового сопротивления по различным материалам.

Шаг 2

В эту формулу дополнительно нужно учесть непреднамеренные теплопотери через щели, систему вентиляции, открывание дверей и проветривание через окна. Для самостоятельного расчета без использования программ, рекомендуется добавлять еще 5% от общей суммы утечек.

Шаг 3

Теперь переходим к определению необходимой мощности котла. Сделать это можно двумя способами:

Р_кот. = (S_помещ.*P_уд.) / 10,

Где Р_кот. — мощность котла, S_помещ. — суммарная площадь отопительных помещений, P_уд. — удельная мощность в зависимости от климатических условий.

Р_кот. = (Q_потерь*S_{от. площ.}) / 100, где Р_кот. — мощность котла, Q_потерь — теплопотери, S_{от. площ.} — общая площадь отапливаемых комнат.

Шаг 4

Для проверки мощности котлов на электричестве и газе можно воспользоваться таблицей с соответствующими данными.

Вариант

Площадь дома, м²

Отопление, кВт

Рекомендуемое количество приборов

Количество проживающих

Бойлер ГВС, л/кВт

Тёплый пол, м²

Тёплый пол, кВт

Суммарная мощность

Мощность котла

Стандартный ряд котлов, Кат, Нс/А/Нд