Расчет мощности котла с горячим водоснабжением: простые схемы
Сегодня нам предстоит разобраться в том, как выполняется расчет мощности котла с горячим водоснабжением. Мы разберем несколько предельно простых схем, которые не заставят вас углубляться в дебри теплотехники, и приведем для каждой из них примеры расчетов. Итак, в путь.
Простейший грубый расчет мощности котла водоснабжения можно выполнить исходя из потребности дома в тепловой энергии в 100 ватт на квадратный метр. Для дома площадью 100 м2 необходимы, таким образом, 10 кВт.
Дополнительно вводится коэффициент запаса 1,2, компенсирующий неучтенные потери тепла и помогающий сохранить в помещении комфортную температуру в экстремальные заморозки. Какие коррективы вносит в эту схему горячее водоснабжение от котла?
- Накопительным водонагревателем (бойлером косвенного нагрева). В этом случае вводится дополнительный коэффициент 1,1: бойлер отбирает у отопительной системы сравнительно небольшое количество тепла;
- Проточным нагревателем двухконтурного котла. Здесь используется коэффициент 1,2. С учетом коэффициента запаса тепловая производительность котла должна превышать расчетную потребность дома в тепле на 40 процентов. В нашем примере со 100-метровым коттеджем при подключении отопления и системы горячего водоснабжения котел должен производить 14 кВт.
Обратите внимание: в последнем случае небольшой запас мощности на нужды ГВС связан с кратковременной работой проточного нагревателя. Горячая вода редко расходуется больше получаса в день, а система отопления имеет определенную инерционность, поэтому параметры теплоносителя не выходят за штатные значения.
Эта схема вычисления проста, но имеет несколько серьезных недочетов:
- Она учитывает площадь отапливаемого помещения, а не его объем. Между тем потребность в тепле у коттеджей с высотой потолков в 2,5 и в 4 метра будет очень разной;
- Она игнорирует различия между климатическими зонами. Как известно, теплопотери здания прямо пропорциональны разнице температур между внутренними помещениями и улицей и будут сильно различаться в Крыму и Якутии;
- Она не принимает во внимание качество утепления здания. Для кладки в кирпич и утепленного пенопластовой шубой фасада теплопотери будут отличаться в разы.
Как рассчитать мощность газового котла: способы подсчета, популярные модели
- Классические твердотопливные котлы при работе с теплоотдачей ниже номинальной снижают КПД за счет неполного сгорания топлива. Понижение тепловыделения достигается в них самым простым способом — ограничением подачи воздуха заслонкой.
Расчет по объему с коэффициентами поправки
Как рассчитать мощность котла на горячее водоснабжение и отопление с учетом всех описанных выше факторов?
Давайте повторим наш расчет котла для горячего водоснабжения и отопления с рядом дополнительных вводных:
- Высота потолков в доме равна 3 метрам;
- Дом расположен в Севастополе (средняя температура января +3 градуса);
- Он оборудован однокамерными пластиковыми окнами и каменными стенами без дополнительного утепления толщиной 40 см.
- Отапливаемый объем равен 100*3=300 м3;
- Базовое значение тепловой мощности на отопление — 300*40=12 кВт;
- Климат Севастополя дает нам региональный коэффициент 0,7. 12*0,7=8,4 кВт;
- Коэффициент утепления принимаем равным 1,2. 1,2*8,4=10,08;
- С учетом коэффициента запаса и резерва мощности на работу проточного нагревателя мы получим те же 14 кВт.
Стоило ли усложнять расчеты, если результат неизменен?
Безусловно. Если мы мысленно поместим наш дом в город Оймякон Якутской области (средняя температура января -46,4 градуса), потребность в тепле и, соответственно, расчетная теплопроизводительность котла увеличится в 2/0,7 (соотношение региональных коэффициентов)=2,85 раза. Утепление фасада и установка энергосберегающих стеклопакетов в окна сократит ее вдвое.
Учет теплопотерь
Общее количество тепла, необходимое для обогрева помещения определяют по формуле:
Суммируя полученные в результате расчетов величины определяют общую тепловую нагрузку на систему отопления всего здания.
Все обмеры осуществляют по внешней стороне здания, в обязательном порядке захватывая его углы. В противном случае расчет теплопотерь будет неточным.
В помещениях существуют и другие пути утечки тепла, например через кухонную вытяжку, открытые двери и окна, щели в конструкциях и пр. Однако количество тепла, потерянного по этим причинам, практически не превышает 5% от величины общих тепловых потерь и поэтому при расчетах не учитывается.
Расчет потерь тепла через ограждающие конструкции
Сложность расчета заключается в том, что его нужно провести для каждого помещения отдельно, внимательно осматривая, измеряя и оценивая состояние каждого его элемента, соседствующего с окружающей средой. Только в этом случае можно учесть все тепло, уходящее из дома.
По результатам произведенных замеров определяется площадь S каждого элемента ограждающих конструкций, которая затем вставляется в базовую формулу для расчета количества теряемой тепловой энергии:
- R – термическое сопротивление материала конструкции, м. кв.°С/Вт;
- δ – теплопроводность материала конструкции, Вт/м°С);
- λ – толщина материала конструкции, м;
- S – площадь наружного ограждения, м. кв.;
- Tв – температура воздуха внутри помещения, °С;
- Tн – самая низкая температура воздуха в зимнее время года, °С;
- β – теплопотери, которые зависят от ориентации здания.
Если конструкция состоит из нескольких материалов, например, стена из кирпича с утеплителем, величина термического сопротивления R рассчитывается отдельно для каждого из этих материалов, а затем суммируется.
Теплопотери, зависящие от ориентации здания, выбираются исходя из того, куда ориентирован ограждающий элемент:
Расчет тепловых потерь через элементы ограждающих конструкций осуществляют для каждого помещения в здании, а затем суммируя их, получают прогнозируемую величину общих потерь тепла в нем. После этого переходят к расчету в следующем помещении. В результате проведенной работы владелец дома сможет выявить пути максимальной утечки тепла и устранить причины их появления.
Расчет тепла, расходуемого на подогрев вентиляционного воздуха
Количество тепла, которое расходуется на подогрев вентиляционного воздуха, достигает в отдельных случаях 30% от общих потерь тепловой энергии. Это достаточно большая величина, игнорировать которую нецелесообразно. Для расчета количества тепла, которое вынужденно будет расходоваться на подогрев приточного воздуха, используется формула:
| Температура приточного воздуха ºС | — 25 | — 20 | — 15 | — 10 | -5 | 0 | + 5 | + 10 |
| Плотность, кг/м3 | 1,422 | 1,394 | 1,367 | 1,341 | 1,316 | 1,290 | 1,269 | 1,247 |
Как рассчитать мощность котла отопления по площади дома
- усредненное значение температуры наружного воздуха в самую холодную неделю в зимнее время года;
- температура воздуха внутри объекта;
- наличие или отсутствие горячего водоснабжения;
- данные о толщине наружных стен и перекрытий;
- материалы, из которых выполнены перекрытия и наружные стены;
- высота потолков;
- геометрические размеры всех наружных стен;
- количество окон, их размеры и подробное описание;
- информация о наличии или отсутствии принудительной вентиляции.
Contents
