Как произвести расчет мощности газового котла отопления

08.02.2017

Оборудование дома собственой котельной установке даст возможность обеспечить его независимой системой обогрева, а при вашем желании и горячей водой для кухонной комнаты и помещения ванной или душа. Если имеется возможность подсоединения дома к газовому трубопроводу, прекрасным выбором будет установка в котельной установке котла на газе. Если учесть низкую цену газа по сравнению с другими энергетическими источниками, расходы на получение горячей воды можно существенно сделать меньше.

Газовый котел

Прежде чем делать расчет котла, необходимо тщательно изучить планировку дома.

Для того чтобы не ошибится с выбором ключевого компонента вашей котельной установке, нужно сперва высчитать мощность котла на газе. Если для запасного котла будет поставлен электрический (большинство выбирают выполнять собственно так), понадобится сделать некоторые добавочные расчеты. Помимо мощности котла потребуется высчитать сечение проводов для его подсоединения и устройства защиты.

Мощность любых отопительных котлов подсчитывается если исходить из параметров дома, который планируется обогревать, при всем этом следует учесть:

  • сколько этажей в доме;
  • кол-во комнат на любом этаже, их высота;
  • наличие веранды и помещения чердака;
  • как устроена вентиляция;
  • сколько и какой конструкции установлено окон, дверей;
  • из каких материалов выстроен сам дом;
  • какой теплоизолятор применяется для пола, перекрытий и стен.

Плюс ко всему учитывается пространственная ориентация дома, очень маленькие температуры региона и прочие факторы. Чтобы сделать расчет мощности котла и тепловую мощность системы обогрева, необходимо предусмотреть самые большие потери тепла через все конструкции ограждения строения, вентиляцию и т.д.

Как подсчитать потери тепла дома

Перед тем как делать расчет мощности котла на газе, необходимо хорошо изучить планировку дома, чтобы знать размещение и его площадь комнат, высоту потолков, используемые утеплительные материалы стен, перекрытий и крыши.

Расчёт теплопотерь дома

Расчёт потерь тепла дома.Отопление улицы в планы, разумеется, не входит, но какие-нибудь потери тепла неминуемы. Чтобы не расходовать на тепло лишние киловатты, можно заблаговременно побеспокоится о хорошем утеплении всего дома. В данном случае и мощность отопительных котлов можно будет сделать меньше.

Детально вопрос о потерях тепла через конструкции ограждения строения рассматривается в СНиП 23-02-2013, где можно отыскать нужные таблицы и формулы для расчета потерь тепла через разные материалы. Экспериментальные данные можно отыскать в ремонтных справочниках.

Если мы хотим отыскать нужную небольшую мощность отопительного котла, можно пренебречь, к примеру, воздействием ветров и тенденцией стен на север или на юг. Для расчета потери тепла обозначим кол-во тепла, которое теряет 1 м2 материала, как q, измеряемое в Вт/м2. Температурную разницу изнутри (Tвн) и на улице (Tсн) обозначим dT = (Твн — Тсн), а противодействие материала передаче тепла как R (°С*м2/Вт).

Противодействие R = dT/q, или q = dT/R.

Это очень напоминает закон Ома (I = U/R, где I — сила тока, U — напряжение, R — противодействие участка цепи). Напряжение U — это разница потенциалов, в этом варианте — разница температур. Сила тока — кол-во заряда, а тут — кол-во тепла.

Если провести аналогию дальше, стены, пол, окна можно представить как параллельные сопротивления, а многослойные конструкции с применением утеплителя — как последовательные. Остается отыскать в данной цепи “силу тока”.

Рисунок 1. Таблица теплопотерь стен и пола

Рисунок 1. Таблица потерь тепла пола и стен.Некоторые значения потерь тепла для стен, пола и потолков из разных материалов можно отыскать в таблице на рис. 1.

Чтобы отыскать общее кол-во потраченного тепла, необходимо высчитать площадь каждой конструкции, другими словами сосчитать по отдельности окна, стены и др. Если говорим о многослойных конструкциях, необходимо отыскать (в справочниках) удельное противодействие передаче тепла каждого слоя, сложить их, а потом отыскать потери тепла по всей территории с учитыванием всего сопротивления.

При расчетах применяется температура самой холодной недели региона, где расположена постройка. Для любой комнаты подбирают температуру по собственным пожеланиям.

Пример вычислений для индивидуальной комнаты

Рисунок 2. Таблица теплопотерь окон и стеклопакетов

Рисунок 2. Таблица потерь тепла окон и пакетов из стекла.Для примера найдем потери тепла индивидуальной комнаты. Ее свойства примем подобные:

  • длина 4 м;
  • ширина 5 м;
  • высота 2,8 м;
  • 2 стены снаружи;
  • материал стен — кирпич, толщина — 2 кирпича (или 0,54 м);
  • 2 окна с двойными рамами;
  • перекрытие для чердака;
  • полы из дерева.

Данные возьмём в таблицах, рисунки 1 и 2. На рис. 2 — данные для окон и пакетов из стекла разной конструкции. Комнату можем считать неоштукатуренной, без материала для утепления на поверхности стен. Проведем расчет мощности, которую необходимо взять у котла на газе (или электрического) для компенсации таких потерь. Чтобы сделать расчет котла в полном объеме, необходимо сосчитать мощность для компенсации теплопотерь во всех помещениях.

  Как делают печи для дома своими руками?

Проводя расчет мощности для самых разнообразных комнат, необходимо не забывать, что оптимальная температура в спальной комнате, гостевой или, к примеру, ванной может немного разниться, как и температура с наружной стороны. Однако в таких приблизительных расчетах примем температуру на улице -30°C, а в комнате — +20°C.

Из таблицы берем значение потери тепла окна, равное 216 Вт при q = 135 Вт/м2. Сейчас посчитаем его площадь, она необходима для расчетов: Sокна = 216 (Вт)/135 (Вт/м2) = 1,6 м2. Означает, 2 окна имеют площадь 3,2 м2.

Расчет мощности котла

Расчет мощности котла на газе.Считаем площадь 2 внешних стен без окон: Sстены= 2,8 м ? (4+5) м — 2 ? Sокна = 2,8 ? (4+5) м2 — 3,2 м2 = 22 м2.

Площадь пола примем равной территории потолка: Sпола = Sпотолка = 20 м2.

Температурную разницу отыскать просто: dT = 20 — (-30) = 50°С. Сейчас можно отыскать удельную теплопотерю для стен, потолка и пола: qi = dT/Ri. Из таблиц (рис. 1 и 2) находим необходимые нам данные:

  • Rокна = 0,37;
  • Rстены = 0,405;
  • Rпола = 1,85;
  • Rпотолка = 1,43.

Отсюда получаем потери тепла на 1 м2 плоскости:

  • qокна = 50/0,37 = 135,135, округлим до 135 Вт/м2;
  • qстены = 50/0,405 = 123,456, округлим до 124 Вт/м2;
  • qпола = 50/1,85 = 27,027, округлим до 27 Вт/м2;
  • qпотолка = 50/1,43 = 34,965, округлим до 35 Вт/м2.

Сейчас можем отыскать потери для всей территории каждого ограждения, обозначим их Qi = qi ? Si:

  • Qокна = qокна ? Sокна = 135 Вт/м2 ? 3,2 м2 = 432 Вт;
  • Qстены = qстены ? Sстены = 124 Вт/м2 ? 22 м2 = 2728 Вт;
  • Qпола = qпола ? Sпола = 27 Вт/м2 ? 20 м2 = 540 Вт;
  • Qпотолка = qпотолка ? Sпотолка = 35 Вт/м2 ? 20 м2 = 700 Вт.

Всего Q = 4400 Вт, подобные теплопотери будут у этой комнаты, и главная их часть доводится на поверхность стен.

Утепление комнаты

Классификация котлов

Классификация котлов.Как показывают расчеты, на тепло взятой например комнаты (без материала для утепления) для поддерживания температуры +20°C требуется взять 4,4 кВт от всей мощности котла на газе. Сейчас добавим на поверхность стен теплоизолятор, к примеру, штукатурку слоем от 2 до 3 см, эти данные есть в таблице на рис. 1.

Противодействие передаче тепла для штукатурки R = 0,035. Вспомним сравнивание с электрической цепью. Чтобы отыскать общее противодействие оштукатуренной стены, производим расчет, как при последовательном соединении, другими словами складываем сопротивления. Сейчас Rстены = 0,405 + 0,035 = 0,44.

Находим новое значение qстены =50/0,44 = 113,63(63), округлим до 114 Вт/м2. Или для всей стенки Qстены = qстены ? Sстены = 114 Вт/м2 ? 22 м2 = 2508 Вт. Без штукатурки было 2728 Вт, означает, 220 Вт мощности отопления можно сэкономить, просто оштукатурив стенку с одной стороны.

Добавим сейчас на стенку гипсокартонный лист, а под него ложим пенополистирол, противодействие материалов возьмём из справочника:

  • Rгипсокартона = 0,21;
  • Rпенопласта = 0,04 — 0,045, пускай будет 0,04.

Пересчитаем общее противодействие: Rстены = 0,405 + 0,035 + 0,21 + 0,04 = 0,44 + 0,25 = 0,69.

Тогда qстены = 72,463, или 73 Вт/м2, отсюда Qстены = 1606 Вт. Выходит, что сейчас на мощности отопления сэкономлено еще 902 Вт, а если сравнивать с неоштукатуренной стеной — 1122 Вт.

Сейчас возьмём окна-стеклопакеты. Стекла толщиной 4 мм. Его обозначение в таблице выглядит так: 4-Ar6-4-Ar6-4К, потери составят 133 Вт против 216 Вт обыкновенного окна. Если учесть, что есть 2 окна общей площадью 3,2 м2, то Qокна = 133 ? 2 = 266 Вт против 432 Вт устаревшего окна. Сэкономлено еще 166 Вт, в итоге — 1288 Вт.

Тогда общая потеря тепла будет составлять 4400 — 1288 = 3112 Вт.

Что еще стоить учесть

Устройство котла на газе

Устройство котла на газе.Итак, выполнен примерный расчет мощности, нужной для отапливания одной комнаты. Но при всем этом не учтено размещение комнаты относительно сторон света и розы ветров. Не учитывалось, на каком этаже расположена комната, вентиляция, в этом числе инфильтрация, и потери тепла через двери на улицу.

Инфильтрацией — настоящим притоком воздуха в помещения через дверные щели, окнах и другие лазейки — в большинстве случаев не берут в учет. По поводу вентиляции мнения неоднозначны, многое зависит от конструкции самой вентиляции и частоты обмена воздуха в помещении. По старым СНиП считали, что полный обмен воздуха должен происходить ежечасно, а на любой прямоуголный м территории доводится 3 м2 воздуха.

  Как облицевать межкомнатные двери

Но на самом деле таким условиям соответствуют отнюдь не все помещения. Благодаря этому в большинстве случаев на вентиляцию добавляют еще 40% от всего значения потерь тепла в конструкциях ограждения.

При учете ориентации конструкций ограждения по направлению север, северо-восток или северо-запад в большинстве случаев добавляется 10% к существующим потерям тепла. На юг и юго-восток — 5%.Приблизительно 15% составят потери тепла через фундамент, разместившийся на мерзлом грунте. Стены и перегородки, за которыми находятся отапливаемые помещения, в расчет потерь тепла не входят, а если за стенкой холодное помещение, вводят показатель 70% для корректировки результата, т.е. полученное значение умножают на 0,7.

Если котел будет трудиться так же и на снабжение дома горячей водой, к примеру, через водонагреватель электрический накопительный, к его общей мощности добавляют в дополнение 25%.

Чтобы не выполнять бесчисленные расчеты с применением формул, коэффициентов, поправок и таблиц, в большинстве случаев применяют специализированные программы для расчета потерь тепла в зданиях. Подобных программ разработано очень много:

  • “Потери тепла строений” от ENLAB.RU;
  • Herz OZC;
  • ALLKLIMA и прочие.

Многие программы для расчета выстроены на основе таблиц Excel, ведь главная трудность расчета — в огромном количестве факторов, оказывающих влияние на теплопотери.

Программы делают вычисления по разным участкам территории с учитыванием бесчетных поправок для любого участка. Считать все это ручным способом очень долго и тяжеловато, просит пристального внимания, чтобы не позволить погрешностей. Результат подсчета выходит более точный, но вспомогательной платы, как за работу профессионального конструктора, не просит.

Присоединение резервной системы

Схема подключения котла

Схема подсоединения котла.Для отапливания дома возможно применение электро котла для запасного. Подбор мощности подобных котлов имеет более большой диапазон. Если газовые водогреи, в основном, имеют небольшую мощность более 10 кВт, мощность электро котла можно подобрать, начиная от 4 кВт. Возможно, резервная система будет поддерживать лишь часть отопления или только подачу горячей воды.

Соединить два котла в одной системе можно, применяя теплоаккумулирующие емкости или же просто сделав переключение воды с помощью соединителей.

Подбор мощности электро котла выполняется по той же схеме, что и газового, можно лишь сделать отдельный расчет для комнат, которые будут топиться по резервной схеме, если она не охватывает весь дом. Индивидуальных вычислений просит электросхема подсоединения, точнее — ток приборов защитного выключения и сечение проводов.

Подбор устройств защиты и автоматов выполняется если исходить из параметров подобранного кабеля. Устройства защитного выключения подбирают в зависимости от цели их использования (защиты от загорания, от удара электричеством) и от численности применяемых фаз.

Электрокотлы до 12 кВт могут подключаться к однофазной сети, с большой мощностью — только к 3-фазной, более того, чтобы пользоваться котлом более 10 кВт, нужно взять разрешение Энергонадзора.

Для подсоединения электрического бойлера нужно провести отдельную комуникацию, выполняя все потребности техники безопасности, в этом числе пожарной.

Несколько последних замечаний

Схема отопления газового котла

Отопительная схема котла на газе.Как только подсчитана требуемая мощность котла, включая отопление и снабжение дома горячей водой, в большинстве случаев добавляют к расчетным значениям прочностный запас 10%, умножая результат который получился на 1,1. Если значение выходит с десятичной дробью, мощность котла округляется в большую сторону.

Для оценки требуемой мощности почасту применяют упрощенную формулу, которая в себя включает удельную мощность котла — Wудельная. Ее принимают как усреденный показатель для корректировки мощности Wкотла для конкретного региона, если учесть его особенности климата.

Формула имеет следующий вид: Wкотла = Wудельная ? Sдома , где Sдома — это площадь всего строения, включая помещения подсобки.

Эта формула не предоставляет точного значения для подбора мощности котла, но дает возможность определить, на какой аппарат стоит рассчитывать. Таблица значений этого коэффициента приведена на рис. 4. Порой берут усредненное значение в расчете 1 кВт на 10 м2, но эта значение чересчур приблизительна и просит более правильных расчетов.

Не необходимо покупать котел и с большим мощностным запасом, Так как его автоматика запланирована на особый рабочий режим. Несоблюдение проектных условий может приводить к сбоям и поломкам в работе, преждевременному выходу из строя индивидуальных элементов оборудования.


Как сделать / , , , , , , , , ,

Добавить комментарий