Розрахунок потужності котла, методики оцінки необхідної потужності, чим загрожує надмірна або недостатня потужність опалювального приладу

1. Методика розрахунку теплових втрат
2. Використання будинкових коефіцієнтів
3. На що впливає потужність котла
4. Рішення проблеми надлишку потужності
5. Приклад визначення потужності котла

Підбираючи котел, іноді важко визначити його відповідність вимогам опалення конкретного будинку. Начебто є дані про розміри, внутрішньому обсязі. Але цього виявляється недостатньо. Сучасне визначення вимагає знання показника теплових втрат, характерних для цього будинку. Саме з тепловими втратами зв'язується можливість вибору потужності майбутнього котла, який повинен їх компенсувати в ході своєї роботи.

Неправильно обрана потужність котла веде до додаткових витрат палива (газ, тверде та рідке). Про будь-якому вигляді буде розказано нижче, а поки потрібно врахувати, що в першому наближенні, недостатня потужність котла призводить до низької температури в системі опалення, внаслідок повільного і недостатнього її прогріву. Потужність, яка перевищує необхідну, призводить до роботи системи в імпульсному режимі. Це викликає різке зростання споживання газу, знос газового клапана. Зниженню витрат на опалення може сприяти правильний вибір потужності котла і розрахунок системи опалення.

Методика розрахунку теплових втрат

Розрахунок теплових втрат ведеться за певними методиками, що різняться від кліматичної зони країни. Маючи на руках подібні розрахунки, набагато простіше зорієнтуватися у виборі всіх приладів майбутньої опалювальної системи. Велика кількість вхідних даних, основних і допоміжних, а також формалізація розрахунків, дозволили ввести автоматизацію і проводити їх за допомогою комп'ютерних програм. Завдяки цьому такі обчислення стали доступні для індивідуального виконання на сайтах будівельних компаній.

Зрозуміло, визначитися з точними результатами зможе тільки фахівець. Але і самостійне визначення величини тепловтрат дасть цілком зримі результати з визначенням необхідної потужності. Ввівши дані, запитувані програмою, за параметрами будинку (кубатура, матеріали, утеплення, вікна і двері і т. П.), Після виконання запропонованих дій, виходить значення теплових втрат. Отримана точність достатня для визначення необхідної потужності котла.

Використання будинкових коефіцієнтів

Старим способом визначення величини втрат тепла було використання будинкових коефіцієнтів 3-х типів для індивідуального розрахунку потужності газового котла за спрощеною методикою:

• від 130 до 200 Вт / м2 - будинки без теплоізоляції;
• від 90 до 110 Вт / м2 - будинки з теплоізоляцією, 20-30 років;
• від 50 до 70 Вт / м2 - теплоізольований будинок з новими вікнами, 21 століття.

Знаючи величину свого коефіцієнта і площа будинку, шляхом перемноження отримують шукане значення. Ще простіше визначалася необхідна потужність за часів СРСР. Тоді вважалося, що 10 Квт на 100 метрів площі в самий раз.

Однак, сьогодні такої точності стало недостатньо.

На що впливає потужність котла

Якщо вона занадто мала, то потужний котел на твердому паливі не буде «допалювати» залишки палива через брак подачі повітря, швидко засмітиться димохід, а витрата палива буде надмірним. Котли на газі або рідкому паливі (ЗТ) стануть швидко гріти мала кількість води і вимикати пальника. Це час горіння виявиться тим менше, чим потужніший котли. За такий короткий час видаляються продукти згоряння не встигнуть прогріти димохід, і там буде накопичуватися конденсат. Утворені кислоти швидко приведуть в непридатність як димар, так і сам котел.

Тривалий час роботи пальника дозволяє димоходу прогрітися і конденсат зникне. Часте включення котла веде до зносу його і димоходу, а також підвищеної витрати палива за рахунок необхідності розігріву каналу димоходу і самого котла. Для розрахунку потужності котла на рідкому паливі (дизелі), можна скористатися програмою-калькулятором, що враховує безліч особливостей, описаних вище (конструкції, матеріали, вікна, утеплювач), але експрес-аналіз можна зробити по наведеній методиці.

Вважається, що для обігріву 10 квадратів площі будинку потрібно 1-1,5 кВт котлової потужності. У розрахунок не береться ГВС в будинку, що має якісне утеплення, без тепловтрат, площею 100 кв. м. Коефіцієнти за рівнем утеплення, використовувані для розрахунку необхідної потужності котла ЗТ:

• 0,11 - квартира, 1-й і останній поверхи багатоквартирного будинку;
• 0,065 - квартира в багатоквартирному будинку;
• 0,15 (0,16) - приватний будинок, стіна 1,5 цегли, без утеплювача;
• 0,07 (0,08) - приватний будинок, стіна 2 цегли, 1 шар утеплювача.

Для розрахунку, площа 100 кв. м. множиться на коефіцієнт 0,07 (0,08). Отримана потужність 70-80 Вт на 1 кв. м. площі. Потужність котла резервується на 10-20%, для ГВП резерв збільшується до 50%. Такий розрахунок дуже приблизний.

Знаючи теплові втрати, можна сказати про необхідної величини виробленого тепла. Зазвичай для комфорту в будинку приймається значення +20 градусів за Цельсієм. Оскільки в році буває період мінімальних температур, в ці дні потреба в кількості тепла різко зростають. З огляду на періоди, коли температури коливаються в районі середніх за зиму, потужність котла може бути прийнята рівною половині від отриманого раніше значення. У цьому випадку в розрахунок закладається компенсація теплових втрат за рахунок інших джерел тепла.

Рішення проблеми надлишку потужності

У разі низьких потреб в теплі, потужність котла стає свідомо високою. Рішень кілька. По-перше, в цей період пропонується використання 4-х ходових змішувальних клапанів в гідравлічних системах. Може бути застосований термогідравлічних розподільник. Що дозволяє регулювати нагрів води без зміни котельної потужності, за рахунок клапанів і циркуляційних насосів . Так забезпечується оптимальний режим роботи котла.

З огляду на дорожнечу способу, розглядається бюджетний варіант багатоступеневих пальників в недорогих газових і ЗТ котлах. З настанням зазначеного періоду ступінчастий перехід на знижений горіння, знижує потужність котла. Варіантом плавного переходу є модуляція або плавне регулювання, повсюдно використовується в настінних газових приладах. Така можливість майже не застосована в конструкціях ЗТ котлів, хоча модуляційна пальник більш передової варіант, ніж змішувальний клапан. Сучасні котли на пеллетах вже оснащені системою регулювання потужності і автоматикою подачі палива.

Для недосвідченого споживача наявність системи модуляционной пальника може здатися достатнім приводом відмовитися від розрахунку теплових втрат будинку, ну або, хоча б обмежитися приблизними їх визначенням. Ні в якому разі, наявність такої функції не може вирішити всі виникаючі проблеми: якщо при включенні котла, він починає працювати на максимумі потужності, то через час автомат знижує її до оптимуму.

При цьому потужний котел в невеликій системі встигає нагріти воду і отключітьс я ще до переходу модулируемой пальника ну потрібний рівень горіння. Вода остигає досить швидко, ситуація повториться «до плями». В результаті робота котла проходить імпульсами як з одноступінчастої потужним пальником. Зміна потужності може досягати не більше 30%, що в підсумку призведе до збоїв з подальшим підвищенням зовнішньої температури. Варто згадати, що мова йде про порівняно дешевих приладах.

У більш дорогих котлах конденсаційного типу межі модулювання ширше. ЗТ котли можуть викликати відчутні труднощі при спробі використання в невеликих і добре утеплених будинках. У такому будинку, близько 150 кв. м, для покриття теплових втрат вистачає 10кВт потужності. У лінійці ЗТ котлів, пропонованих виробниками, мінімум потужності більше в два рази. І тут спроба застосування такого котла може привести до ситуації ще гіршою, ніж описана вище.

У топці горить ЗТ (солярка), все бачили чорний шлейф за непрогрітим і неврегульованою дизелем. І тут в продуктах неповного згоряння рясно випадає сажа, вона і незгорілі продукти капітально засмічують камеру згоряння. І тепер новенький котел потрібно терміново чистити, щоб не знизити ККД, і відновити теплообмін. І адже, підбери спочатку правильно потужність котла, не було б усіх описаних проблем.

На практиці, слід вибирати потужність котла трохи нижче теплових втрат будинку. Популярність і практичне використання отримали котли з ЦОГВС, т. Е. Двоконтурні, гріють воду для опалення та гарячого водопостачання. І серед цих двох функцій на ЦО необхідна потужність менше, ніж для ГВП. Безумовно, такий підхід зробив вибір потужності котла складніше.

Спосіб отримання ГВС в 2-х контурном котлі - проточний нагрів. Т. к. Час контакту (нагрівання) проточної води незначно, потужність нагрівача котла повинна бути високою. Навіть у малопотужних двоконтурних котлів система ГВП має 18 кВт потужності і це тільки мінімум, що дає можливість нормально душ прийняти. Наявність модуляционной пальника в такому приладі дасть можливість роботи з мінімумом потужності в 6 кВт, майже рівній теплових втрат в 100 метровому будинку з якісною теплоізоляцією.

У реальному житті, середні, за сезон опалення, потреби складуть не більше 3 кВт. Т. е. Хоча ситуація і не ідеальна, але прийнятна. Способом зниження необхідної потужності системи ГВП є застосування бака-накопичувача для ГВП. І це дуже схоже на одноконтурний котел, обладнаний бойлером . Підключений через теплообмінник до котла бойлер, має ємність не менше 100 літрів. Це мінімум, розрахований на кілька точок водорозбору і одночасне користування ними.

Така схема дозволяє знизити потужність котла, поєднаного з водогреем. У підсумку завдання виконане і потужності котла досить для компенсації теплових втрат (ЦО) і ГВП (бойлер). На перший погляд, в результаті, на час роботи котла на бойлер, в систему обігріву гаряча вода не піде і в будинку впаде температура. Насправді, щоб так сталося, котел повинен відключитися на 3 - 4 години. Процес заміщення нагрітої води з бойлера холодної, відбувається поступово. Практика використання нагрітої води каже, що навіть слив половини обсягу, а це 50 літрів при температурі близько 85 градусів за Цельсієм і стільки ж холодної, щоб користуватися, веде до залишку в баку половини обсягу гарячої і стільки ж холодної. Час нагріву складе не більше 25 хвилин. Оскільки за один раз в сім'ї такий обсяг не споживається, час нагрівання буде значно менше.

Приклад визначення потужності котла

Орієнтовна методика визначення потужності газового котла з розрахунку питомої його потужності (Руд) на 10 кв. м і з урахуванням умов кліматичних зон, опалювальної площі - П.

• 0,7-0,9 - південь;
• 1,2-1,5 кВт - середня смуга;
• 1,5-2,0 кВт - північ

Потужність котла визначається Рк = (П * Руд) / 10; де Руд = 1;

Обсяг води в системі осістие = Рк * 15; де на 15 л води прийнятий 1 кВт

Так для будинку з прикладу з ЗТ котлом, на півночі, розрахунок буде виглядати так:

Рк = 100 * 2/10 = 20 (кВт);

Осістие = 20 * 15 = 300 (л)