Меню

Избыточный по мощности котел



Как рассчитать мощность котла

Мощность котла

Подбирая котёл, иногда трудно определить его соответствие требованиям отопления конкретного дома. Вроде бы есть данные о размерах, внутреннем объёме. Но этого оказывается недостаточно. Современное определение требует знания показателя тепловых потерь, характерных для этого дома. Именно с тепловыми потерями связывается возможность выбора мощности будущего котла, который должен их компенсировать в ходе своей работы.

Неправильно выбранная мощность котла ведёт к дополнительным расходам топлива (газ, твёрдое и жидкое). О каждом варианте будет рассказано ниже, а пока нужно учесть, что в первом приближении, недостаточная мощность котла приводит к низкой температуре в системе отопления, вследствие медленного и недостаточного её прогрева. Мощность, которая превышает необходимую, приводит к работе системы в импульсном режиме. Это вызывает резкий рост расхода газа, износ газового клапана. Снижению расходов на отопление может способствовать правильный выбор мощности котла и расчёт системы отопления.

Методика расчета тепловых потерь

Расчёт тепловых потерь ведётся по определённым методикам, разнящимся от климатической зоны страны. Имея на руках подобные расчёты, намного проще сориентироваться в выборе всех приборов будущей отопительной системы. Обилие входящих данных, основных и вспомогательных, а также формализация расчётов, позволили ввести автоматизацию и проводить их с помощью компьютерных программ. Благодаря этому такие вычисления стали доступны для индивидуального исполнения на сайтах строительных компаний.

Разумеется, определиться с точными результатами сможет только специалист. Но и самостоятельное определение величины теплопотерь даст вполне зримые результаты с определением требуемой мощности. Введя данные, запрашиваемые программой, по параметрам дома (кубатура, материалы, утепление, окна и двери ), после выполнения предложенных действий, получается значение тепловых потерь. Полученная точность достаточна для определения требуемой мощности котла.

Использование домовых коэффициентов

Старым способом определения величины потерь тепла было использование домовых коэффициентов 3-х типов для индивидуального расчёта мощности газового котла по упрощённой методике:

  • от 130 до 200 Вт/м2 — дома без теплоизоляции;
  • от 90 до 110 Вт/м2 — дома с теплоизоляцией, 20−30 лет;
  • от 50 до 70 Вт/м2 — теплоизолированный дом с новыми окнами, 21 век.

Зная величину своего коэффициента и площадь дома, путём перемножения получают искомое значение. Ещё проще определялась требуемая мощность во времена СССР. Тогда считалось, что 10 Квт на 100 метров площади в самый раз.

Однако, сегодня такой точности стало недостаточно.

На что влияет мощность котла

Если она слишком мала, то мощный котел на твёрдом топливе не будет «дожигать» остатки топлива из-за нехватки подачи воздуха, быстро засорится дымоход, а расход топлива будет чрезмерным. Котлы на газе или жидком топливе (ЖТ) станут быстро греть малое количество воды и выключать горелки. Это время горения окажется тем меньше, чем мощнее котлы. За такое короткое время удаляемые продукты сгорания не успеют прогреть дымоход, и там будет накапливаться конденсат. Образующиеся кислоты быстро приведут в негодность как дымоход, так и сам котёл.

Расчет мощности

Длительное время работы горелки позволяет дымоходу прогреться и конденсат исчезнет. Частое включение котла ведёт к износу его и дымохода, а также повышенному расходу топлива за счёт необходимости разогрева канала дымоотвода и самого котла. Для расчёта мощности котла на жидком топливе (дизеле), можно воспользоваться программой-калькулятором, учитывающей множество особенностей, описанных выше (конструкции, материалы, окна, утеплитель), но экспресс-анализ можно произвести по приводимой методике.

Считается, что для обогрева 10 квадратов площади дома нужно 1−1,5 кВт котловой мощности. В расчёт не берётся ГВС в доме, имеющем качественное утепление, без теплопотерь, площадью 100 кв. м. Коэффициенты по уровню утепления, используемые для расчёта требуемой мощности котла ЖТ:

  • 0,11— квартира, 1-й и последний этажи многоквартирного дома;
  • 0,065 — квартира в многоквартирном доме;
  • 0,15 (0,16)— частный дом, стена 1,5 кирпича, без утеплителя;
  • 0,07 (0,08)— частный дом, стена 2 кирпича, 1 слой утеплителя.

Для расчёта, площадь 100 кв. м. умножается на коэффициент 0,07 (0,08). Получаемая мощность 70−80 Вт на 1 кв. м. площади. Мощность котла резервируется на 10−20%, для ГВС резерв увеличивается до 50%. Такой расчёт очень приблизителен.

Зная тепловые потери, можно сказать о требуемой величине вырабатываемого тепла. Обычно для комфорта в доме принимается значение +20 градусов по Цельсию. Поскольку в году бывает период минимальных температур, в эти дни потребность в количестве тепла резко возрастают. Учитывая периоды, когда температуры колеблются в районе средних за зиму, мощность котла может быть принята равной половине от полученного ранее значения. В этом случае в расчёт закладывается компенсация тепловых потерь за счёт иных источников тепла.

Решение проблемы избытка мощности

Мощный котел

В случае низких потребностей в тепле, мощность котла становится заведомо высокой. Решений несколько. Во-первых, в этот период предлагается использование 4-х ходовых смесительных клапанов в гидравлических системах. Может быть применен термогидравлический распределитель. Что позволяет регулировать нагрев воды без изменения котловой мощности, за счёт клапанов и циркуляционных насосов. Так обеспечивается оптимальный режим работы котла.

Ввиду дороговизны способа, рассматривается бюджетный вариант многоступенчатых горелок в недорогих газовых и ЖТ котлах. С наступлением указанного периода ступенчатый переход на пониженное горение, снижает мощность котла. Вариантом плавного перехода является модуляция или плавная регулировка, повсеместно используемая в настенных газовых приборах. Такая возможность почти не применена в конструкциях ЖТ котлов, хотя модуляционная горелка более передовой вариант, нежели смесительный клапан. Современные котлы на пеллетах уже оснащены системой регулировки мощности и автоматикой подачи топлива.

Для неискушённого потребителя наличие системы модуляционной горелки может показаться достаточным поводом отказаться от расчёта тепловых потерь дома, ну или, хотя бы ограничиться приблизительным их определением. Отнюдь, наличие такой функции не может решить все возникающие проблемы: если при включении котла, он начинает работать на максимуме мощности, то через время автомат снижает её до оптимума.

Читайте также:  Регулятор реактивной мощности 7lsa инструкция

При этом мощный котёл в небольшой системе успевает нагреть воду и отключиться ещё до перехода модулируемой горелки ну нужный уровень горения. Вода остывает достаточно быстро, ситуация повторится «до кляксы». В результате работа котла проходит импульсами как с одноступенчатой мощной горелкой. Изменение мощности может достигать не более 30%, что в итоге приведет к сбоям с дальнейшим повышением внешней температуры. Стоит вспомнить, что речь идёт о сравнительно дешёвых приборах.

В более дорогих котлах конденсационного типа пределы модулирования шире. ЖТ котлы могут вызвать ощутимые затруднения при попытке использования в небольших и хорошо утеплённых домах. В таком доме, около 150 кв. м, для покрытия тепловых потерь хватает 10кВт мощности. В линейке ЖТ котлов, предлагаемых производителями, минимум мощности больше в два раза. И тут попытка применения такого котла может привести к ситуации ещё худшей, чем описанная выше.

В топке горит ЖТ (солярка), все видели чёрный шлейф за непрогретым и неотрегулированным дизелем. И тут в продуктах неполного сгорания обильно выпадает сажа, она и несгоревшие продукты капитально засоряют камеру сгорания. И теперь новенький котёл нужно срочно чистить, чтобы не снизить КПД, и восстановить теплообмен. И ведь, подбери сначала правильно мощность котла, не было бы всех описанных проблем.

На практике, следует выбирать мощность котла немного ниже тепловых потерь дома. Популярность и практическое использование получили котлы с ЦОГВС, двухконтурные, греющие воду для отопления и горячего водоснабжения. И среди этих двух функций на ЦО требуемая мощность меньше, чем для ГВС. Безусловно, такой подход сделал выбор мощности котла сложнее.

Способ получения ГВС в 2-х контурном котле — проточный нагрев. Т. к. время контакта (нагрева) проточной воды незначительно, мощность нагревателя котла должна быть высокой. Даже у маломощных двухконтурных котлов система ГВС имеет 18 кВт мощности и это только минимум, дающий возможность нормально душ принять. Наличие модуляционной горелки в таком приборе даст возможность работы с минимумом мощности в 6кВт, почти равной тепловым потерям в 100 метровом доме с качественной термоизоляцией.

Расчет мощности

В реальной жизни, средние, за сезон отопления, потребности составят не более 3 кВт. хотя ситуация и не идеальна, но приемлема. Способом понижения требуемой мощности системы ГВС является применение бака-накопителя для ГВС. И это очень похоже на одноконтурный котёл, оборудованный бойлером. Подключённый через теплообменник к котлу бойлер, имеет ёмкость не менее 100 литров. Это минимум, рассчитанный на несколько точек водоразбора и одновременное пользование ими.

Такая схема позволяет снизить мощность котла, совмещённого с водогреем. В итоге задача выполнена и мощности котла достаточно для компенсации тепловых потерь (ЦО) и ГВС (бойлер). На первый взгляд, в результате, на время работы котла на бойлер, в систему обогрева горячая вода не пойдёт и в доме упадёт температура. На самом деле, чтобы так случилось, котёл должен отключиться на 3 — 4 часа. Процесс замещения нагретой воды из бойлера холодной, происходит постепенно. Практика использования нагретой воды говорит, что даже слив половины объёма, а это 50 литров при температуре около 85 градусов по Цельсию и столько же холодной, чтобы пользоваться, ведёт к остатку в баке половины объёма горячей и столько же холодной. Время нагрева составит не более 25 минут. Поскольку за один раз в семье такой объём не потребляется, время нагрева бойлера будет значительно меньше.

Пример определения мощности котла

Примерная методика определения мощности газового котла из расчёта удельной его мощности (Руд) на 10 кв. м и с учётом условий климатических зон, отапливаемой площади — П.

  • 0,7−0,9 — юг;
  • 1,2−1,5 кВт — средняя полоса;
  • 1,5−2,0 кВт — север

Мощность котла определяется Рк = (П*Руд)/10; где Руд = 1;

Объём воды в системе Осист = Рк*15; где на 15 л воды принят 1 кВт

Так для дома из примера с ЖТ котлом, на севере, расчёт будет выглядеть так:

Рк = 100*2/10 = 20 (кВт);

Осист = 20*15 = 300 (л)

Источник

Почему важно правильно подобрать мощность котла

Профессиональный выбор мощности отопительного котла — это гарантия его продолжительной и результативной работы, создания требуемого санитарного теплового режима в жилых помещениях и экономия средств из-за низкого удельного расхода топлива на выработку тепловой энергии.

Мощность котла, это тот показатель, который «на всякий случай и про запас» не выбирают, поскольку это чревато весьма тяжелыми последствиями для всей системы теплоснабжения дома.

Если владелец такого объекта сомневается в выборе отопительного оборудования — лучше обратится к специалистам или проверить свои расчеты по онлайн-калькуляторам, которых достаточно в интернет сети.

Они способных довольно точно установить тепловую нагрузку агрегата исходя из площади дома и его конструктивных характеристик.

Что будет если неправильно подобрана мощность котла

В тех случаях, когда ошибка совершена, и выбор котлоагрегата выполнен не правильно, нужно понимать, как правильно выйти из этой ситуации.
На самом деле имеется 2 варианта неправильного расчета тепловой мощности отопительного агрегата.

Первый — тепловая производительность агрегата по отношению к общей отапливаемой площади дома выбрана очень маленькой, для того, чтобы быть способной возместить тепловые потери объекта, и второй — это когда отопительный агрегат приобретен с существенным запасом.
В первом варианте, даже когда устройство работает на полную нагрузку , температура в комнатах остается недопустимо низкой и не поднимается. Аварийной ситуации здесь не возникает, единственный негатив — холод в доме.

Читайте также:  Drag nano мощность pod

Для того, чтобы разрешить данную проблему нужно все же рассчитать необходимую размер теплопроизводительности агрегата и только тогда можно будет выбрать правильное решение.

Если дефицит по мощности не большой, возможно его компенсирует дополнительное утепление внешних стен в доме с заменой оконных блоков.

Если этого будет недостаточно, то придется купить новый аппарат, как основной для отопления, а первый оставить для подогрева горячей воды и «дежурного отопления», при плюсовых температурах наружного воздуха или отсутствия жильцов в доме. Таким образом можно получить очень эффективно работающую систему отопления.

Намного ужаснее ситуация, когда расчет отопительного устройства выполнен с чрезмерным запасом по тепловой мощности. Прежде всего это будет являться причиной постоянного высокого и некомфортного температурного режим в помещения, даже когда горелка будет работать на самой низкой нагрузке , все в доме будет нестерпимо жарко.

Если устройство имеет автоматический принцип регулирования, то начнется процесс тактования котла, когда горелка будет постоянно включаться\выключаться. Но наиболее опасное явление, возникающее при переизбытке мощности — это то, что устройство станет вырабатывать в разы больше тепловой энергии, чем необходимо отопительной системе и вода в агрегате будет закипать, в процессе чего образуется пар большого объема и разрывной силы, способный привести к взрыву агрегата.

Тактование котла из-за переизбытка мощности

Если в котле начался процесс тактования, когда горелка часто автоматически отключается и включается, вначале нужно проанализировать, как часто это происходит.

Обычно, чтобы гарантировать правильный тепловой режим работы такого агрегата достаточно будет установить в гидросистему четырехходовой термогидравлический распределитель.

Подобный метод показывает хорошие результаты. Если в агрегате установлено многоступенчатое горелочное устройство, то можно попробовать применить метод уменьшения производительности форсунки.

Мощный котёл — основная причина закипания системы отопления

В основном ситуации вскипания теплоносителя в системе отопления вызваны неправильными расчетами и выбором модификации отопительного устройства.

В наибольшей степени грамотным и комплексным решение вопроса в этой ситуации станет увеличение размера подключаемой мощности тепловых приемников.

Учитывая, что отопительная нагрузка в доме обеспечена полностью, рекомендуется установить внешний бойлер косвенного нагрева, что увеличит скорость циркуляция теплоносителя в несколько раз, а, следовательно, снизит температуру нагрева.

Система отопления имеет достаточно сложную структуру и перед сборкой всех элементов в единую сеть, ее нужно подробно рассчитывать. Выбор мощности котла «про запас» несет угрозу жизнедеятельности в доме, из-за возможного процесса вскипания теплоносителя в котле и его последующего взрыва.

Источник

Мощность котла: 7 вопросов покупателей

Расчет мощности котла.Фото.

Слабая мощность котла пустит насмарку всё, включая уровень жизни. Из-за превышенной мощности, система заработает импульсами: потребление топлива вырастет, а срок службы оборудования сократится. Может закипеть котёл. Или мозги. Как рассчитать правильно, какие параметры учитывать, что такое теплопотери и другие вопросы покупателей о мощности котлов читайте здесь.

Мощность котла: 7 вопросов покупателей

1. Как просто рассчитать мощность котла отопления?

Рассчитать примерную мощность котла для дома можно по площади и по объёму.

1) Упрощённый вариант вычислений по площади: 10 кВт на 100 м² дома (или отапливаемой площади). И это цифра покажет лишь минимальную мощность, ниже которой опускаться нельзя.

График зависимости котла и площади.Фото.
График зависимости котла и площади

Для учёта климатических зон разработали коэффициенты, которые корректируют эту формулу:

  • Средняя полоса России – это 1-1,5;
  • Северные районы – это 1,5-2;
  • Южные территории – 0,7-0,9;
  • Москва и Подмосковье – 1,2-1,5.

Чтобы приблизиться к реалистичной цифре, нужно ещё учесть возможные теплопотери. Для этого к минимальному значению прибавляют 10-15%. Если потолки выше 2,7 метра, то делим высоту потолков по факту на высоту стандартную. Получаем ещё один поправочный коэффициент.

Загородный дом.Фото.
Загородный дом

Пример:

Посчитаем мощность котла для дома в Подмосковье. Потолки – 3 метра, площадь – 150 м². Котёл нужен двухконтурный – для тепла и горячего водоснабжения.

По формуле получается 15 кВт – минимальное значение мощности для будущего котла. Далее, к цифре 15 добавляем 10% теплопотерь, умножаем на климатический коэффициент 1,2. Потолки выше 2,7м, поэтому умножаем полученную цифру на коэффициент 1,1.

Мощность котла = 15 кВт (минимум) + 10% (теплопотери) * 1,2 * 1,1 =21,7, округляем до 22 кВт.

2) Вторая формула от объёма: 1 м3 – 40 Вт. Плюс накрутки, которые включили в первую формулу, кроме потолочного коэффициента. Подсчитаем по этой формуле тот же дом в Подмосковье.

Мощность котла =((150 м²*3м)* 40 Вт + 10%) * 1,2 * 1,1 =23522 Вт ≈ 24 Квт. Разница между первым и вторым расчётом в 2 кВт. Вариант расчета мощности котла по объему воздуха является наиболее правильным.

На этом можно было бы прекратить читать эту статью. Но разница между примерным и точным расчётом в нескольких нюансах. Что за нюансы — спросите вы. Ответ на этот вопрос заложен в следующих пунктах.

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

Упрощённая формула расчёта зачастую приводит к покупке неподходящего котла. Каждый дом индивидуален, а теплопотери в процентах не могут быть равны для всех домов. Перед подсчётом мощности считают данные конкретного дома:

1) Замерить площадь стен, окон, дверей;

2) Уточнить толщину стен, указать тип отделки и материал, высоту потолков;

3) Понаблюдать минимальную температуру дома в морозы;

4) Определить желаемую температуру в результате установки котла;

5) Выписать значения теплопроводности для материалов, из которых строили дом.

Материал стены

Толщина стены и материала
термическое сопротивление

Необходимая толщина для дома

Кирпич (1600 кг/м³ — плотность)

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

Читайте также:  Мощность авто год выпуска

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 материалов

Зачем это нужно? Ключевой параметр, влияющий на выбор котла – это теплопотери дома. Дома с одинаковой площадью и объёмом, но отличающейся степенью утепления, потребуют разное по мощности оборудование.

Куда уходит тепло:

Поверхность

Теплопотери в %

Крыша и вентиляция

Фундамент, если он примыкает к грунту

Стены, окна и двери

Первый этаж и не отапливаемые помещения, подвал, например

А также значение имеет: насколько отличается уличная температура от внутренней, климатический регион, сила и направление ветра, как стоит дом относительно частей света.

Теплопотери.Фото.
Теплопотери

3. Как посчитать мощность с учётом теплопотерь?

Что такое теплопотери? Допустим, на улице мороз -20 градусов, дома средняя температура равна +20 градусов. Эти величины уравновешиваются через обмен энергией. Происходят тепловые потери. Вычислить мощность котла с высокой точностью помогает величина теплопотерь при суровых условиях погоды.

Шаг 1

Потери тепла определяются по формуле: Q = Qкрыши + Qстен + Qпола + Qдверей + Qокон,

Где крайнее значение Q – это теплопотери каждой поверхности дома.

Каждое значение Q вычисляется по формуле: Q = S* T/R

Где Q – потери тепла в Вт, S – площадь конкретной поверхности в м², T – разница уличной температуры и комнатной в градусах, R – справочные данные теплового сопротивления по типам материалов.

Шаг 2

В эту формулу дополнительно закладывают непроизвольные теплопотери сквозь щели, вентиляцию, вытяжку, открывание дверей и проветривание через окна. Для самостоятельного расчёта без программы добавляют дополнительно 5% от общей цифры утечек.

Шаг 3

Дальше переходим к определению мощности котла. Всего две формулы на выбор:

Ркот. = (Sпомещ.*Pуд. ) / 10, где Ркот. — мощность котла, Sпомещ. — суммарная площадь комнат в доме, где планируется отопление, Pуд. — удельная мощность по условиям климата.

Ркот. = (Qпотерь*Sот. площ. ) / 100, где Ркот. — мощность котла, Qпотерь – теплопотери, Sот. площ. – суммарная площадь отапливаемых комнат.

Шаг 4

Для электрического и газового котла можно воспользоваться таблицей для проверки:

Вариант

Площадь дома, м²

Отопление, кВт

Рекомендуемое количество приборов

Сколько человек проживает

Бойлер ГВС, л/кВт

Тёплый пол, м²

Тёплый пол, кВт

Суммарная мощность

Мощность котла

Стандартный ряд котлов, Кат, Нс/А/Нд

4. Зачем считать, если можно купить котёл с запасом мощности?

Иногда у котлов имеется резерв производительности. Это хорошо, когда резерв не более 25%. Особенно, когда семья планирует развивать площадь: достроить бассейн, баню, или другую отапливаемую зону. Когда требуемая мощность превышена значительно, собственник тратит лишние деньги, а оборудование работает внештатном режиме:

Ремонт котла.Фото.
Ремонт котла
  • Ломается или даёт сбои;
  • Снижается КПД системы;
  • Котёл большей мощности стоит дороже;
  • Расходуется больше топлива, чем требуется для обогрева дома;
  • Понадобится более мощный и дорогой насос;
  • В доме будет очень жарко;
  • Автоматическое регулирование затрудняется, может закипеть котёл;
  • Котел начинает тактовать — включаться и выключаться за короткий промежуток времени, изнашиваются узлы оборудования;
  • В дымоходе появляется конденсат. При горении конденсат вступает в реакцию с выбросами и образуется кислота. Она разрушает дымоход и иногда котёл.

Вывод: при частом включении и выключении тратится больше топлива, чем при непрерывной работе. Покупка котла с превышением мощности не только не имеет смысла, но и вредна для бюджета и оборудования.

5. Как решить проблему высокой мощности и слабой потребности?

В идеальной ситуации котёл работает с постоянной, номинальной мощностью. При этом наружная температура постоянно меняется, а бывают и вовсе аномальные скачки. Что делать? Помогут четырёхходовые смесительные клапаны в гидравлической системе. Или вариант с термогидравлическим распределением. Эти устройства решают проблему не корректировкой мощности котла, а подстраивают регулирующий клапан. Или меняется скорость работы циркуляционного насоса. Температура теплоносителя в батареях становится комфортной, не нарушая оптимальных условий котла. Это решение имеет минус – высокая цена.

Четырёхходовый смесительный клапан.Фото.
Четырехходовый смесительный клапан

Для газовых и жидкотопливных котлов эту ситуацию решает многоступенчатые горелки. Более низкая ступень снижает мощность котла при необходимости. Продвинутые модели имеют в конструкции плавную регулировку мощности горелок – модуляцию. Это дешевле и не так хлопотно, как первый вариант.

Газовая горелка многоступенчатая.Фото.
Газовая горелка многоступенчатая

В твердотопливных котлах также бывает встроена настройка мощности и автоматическая подача топлива. Это помогает решить вопрос с избытком мощности при изменениях внешней температуры.

Устройство автоматической подачи топлива ЖТ-котла.Фото.
Устройство автоматической подачитоплива ЖТ-котла

6. Что будет, если купить котёл меньшей мощности?

Когда собственник ошибся с мощностью в меньшую сторону, это так же плохо, как и переизбыток. Система работает на пределе. Снижается срок службы. Дом отапливается недостаточно, возможно промерзание системы при аномальных морозах.

Промерзание системы отопления.Фото.
Промерзание системы отопления

7. Зачем обращаться к специалисту?

Мы выяснили, что покупать котёл от площади неправильно. Важно учитывать теплопотери здания. Например, дом в 300 м² может отопить котёл в 15кВт, если все поверхности капитально утеплили. А в дом 150 м² может потребоваться оборудование на 30кВт при тонких стенах и не утеплённой крыши и вентиляции.

На эту тему есть сотни нормативов и регламентов, есть десятки формул. Иногда одно противоречит другому, или нормативы изменяются и непрофессионалу сложно разобраться, актуальны ли эти требования. Можно это все посчитать, вооружившись стопкой справочников. Или обратиться к специалистам, которые сделают точный расчёт в программе и объяснят все тонкости. Помогут сэкономить деньги, время, смоделируют эффективную систему отопления дома.

Источник