Вибір котла опалення: як розрахувати потужність котла

1. Від чого залежить необхідна потужність
2. Розрахунок теплових втрат будівлі
3. Види енергії - в чому відмінності
4. Від чого залежить ККД котла
5. Автоматика та допоміжне обладнання

Приватним забудовникам напевно буде цікаво, як правильно розрахувати потужність опалювального обладнання . Стаття познайомить читачів з основами методології теплотехнічних розрахунків, щоб покупка котла не опинилася надмірно витратної, а будинок взимку - занадто холодним.

Від чого залежить необхідна потужність

І кожна з них унікальна в силу теплотехнічних процесів, в ньому відбуваються. При виборі потужності котла найбільш цікаві показники теплових втрат. Строго кажучи, потужність котла повинна бути еквівалентною кількістю тепла, яке йде з дому через різницю температур між двома середовищами. Можна назвати ряд основних зон з найвищими показниками витоків:

1. Покрівля та стельове перекриття - до 30%.
2. Стіни і підлога - до 50%.
3. Вікна та двері - 15%.
4. Вентиляція - 5-10%.

Для установки кількісних значень тепловтрат можна користуватися всілякими калькуляторами. Більш точні дані обчислюються індивідуальними розрахунками, для яких мають фундаментальне значення:

1. Товщина і матеріал стін, перекриттів.
2. Різниця температур між вуличним і кімнатним повітрям.
3. Площа огороджувальних стін.
4. Кількість дверей і вікон, тип склопакетів.
5. Пропускна здатність вентиляції.
6. Глибина промерзання грунту, середні вітрові навантаження на будинок та інші фактори.

Існує два шляхи виходу на номінальну потужність, необхідну для підтримки всередині будівлі комфортної температури. Перший полягає в практично безмежному нарощуванні потужності опалювального обладнання. Другий варіант передбачає ґрунтовне дослідження теплотехнічних особливостей будинку, розрахунок значення теплових втрат для кожної огороджувальної площині і посильну усунення витоків. В останньому аспекті все більш актуальним стає тепловизионное дослідження приміщень і будинку в цілому.

Розрахунок теплових втрат будівлі

Суть теплотехнічного розрахунку буде найпростіше пояснити на прикладі досить примітивного одноповерхового будови. Вихідні дані такі:

1. Загальна площа будинку: 100 м2.
2. Висота стель: 2,5 м.
3. Стіни: 30 см.
4. Перекриття: балкове дерев'яне товщиною в 25 см з наповнювачем з мінеральної вати щільністю 60 кг / м3.
5. Теплова ізоляція: зовнішня, пінополістирол товщиною 50 мм.
6. Вентиляція: повітрообмін до 40 м3 на годину.
7. Пол: монолітний бетонний з підсипанням по грунту в 20 см з подрібненого керамзиту.

Бажана температура всередині будинку: 23-25 ​​° С, в регіоні середня температура січня -5 ...- 6 ° С. Оскільки розрахунок виконується для визначення максимальної потужності опалювальної системи, необхідно корелювати ці дані з найнижчою температурою, що з'являється протягом року. Припустимо це -25 ° С, розрахунок для такого значення буде виконуватися паралельно.

Для зручності поділимо будинок на чотири зони по 25, 35 і 40 м2, використовуючи як орієнтир контури внутрішніх перегородок. Подібне розбиття розрахунків на дрібні етапи також робить процес більш легким.

У зоні площею 25 м2 є дві зовнішні стіни, їх загальна площа становить 26,9 м2. Крім цього, ми маємо практично 25 м2 підлоги і стільки ж стелі. Для кожного типу огороджувальної конструкції ведемо розрахунок в індивідуальному порядку, використовуючи формулу:

• Qпот = S x (Δt) x (1 + Qдоб1 + Qдоб2 + ... + QдобN) x Kпоз / Rогр

Тут: S - площа однорідного огорожі (м2).

Qдоб - частки додаткових втрат: через вентиляцію, відкривання дверей або містки холоду, також і при стелях понад 4 м. Величина умовна, загальне значення близько 1,5-2 дасть непоганий «запас міцності».

КПОЗ - табличне значення коефіцієнта позиції (положення) розрахункової конструкції щодо зовнішнього повітря. У грубих розрахунках приймається 1, в залежності від орієнтації стіни варіюється від 1,05 до 1,1.

Rогр - опір термопередачі, у кожного матеріалу різний (м2 · Кельвін / Вт).

Підставивши в формулу відомі нам значення, ми одержимо:

1. Для статі Qпот = 25 х 14 х 1,22 х 1,06 / 0,853 = 0,53 кВт · год для середньої температури (0,72 кВт · год для мінімальної).
2. Для стелі Qпот = 25 x 27 x 1,95 x 1 / 1,3 = 1,01 кВт · год для середньої температури (1,76 кВт · год для мінімальної).
3. Для стін Qпот = 26,9 x 30 x 1,85 x 1,05 / 1,12 = 1,44 кВт · год для середньої температури (2,33 кВт · год для мінімальної).

Відповідно, загальні тепловтрати першої зони становлять 2,98 кВт · год. Уникаючи додаткових розрахунків, ми пропорційно збільшимо тепловтрати приміщення в 25 м2 в чотири рази, отримавши 11,92 кВт · год середніх і 19,24 кВт · год пікових тепловтрат для всього будинку. Останнє, по суті, і є бажана потужність опалювального котла (дуже близька до реальності), але не все так просто.

Види енергії - в чому відмінності

Якщо ви не готові або не хочете постачати свій будинок геотермальним опаленням, то варіантів вибору енергоносія залишається небагато: електрику, газ або тверде паливо. Відносно останніх двох можна однозначно заявити одне: котельне обладнання на них має властивість перетворювати в корисне тепло тільки певну частину палива, решта витрачається даремно.

Причин тому кілька: неповне згоряння палива, втрата частини тепла з продуктами горіння, збої автоматики, що ведуть до інерційному перегріву. Таким чином, до третини витрачених на газове опалення грошей витрачаються даремно, у твердого палива витоку ще вище.

електричні котли цього недоліку позбавлені: скільки кіловат потужності пропустив вступної кабель, майже стільки ж всередині будинку і залишилося, адже перетворення енергії виконується з ефективністю в 99% майже для всіх типів нагрівачів.

Від чого залежить ККД котла

В першу чергу від правильної завантаження. Для газового обладнання це продуктивність пальника, для твердопаливних - маса пального в топці. Оптимально підбирати кількість палива таким чином, щоб все тепло від його горіння могло бути прийнято теплообмінниками.

Дуже важливо розуміти, що чим ближче номінальна потужність котла до пікової, тим сильніше виражені неповна передача тепла і хімічно неповноцінне згоряння. Оптимально вибирати потужність котла на 20-25% вищою за очікувану пікової, щоб устаткування не працювало в режимі посиленої форсировки.

Багато що залежить і від конструкції котла. У сучасних агрегатах передбачений захист від втрати тепла через корпус, суцільне оточення топки теплоносієм і високоефективні схеми автоматичного управління. Не забувайте також про важливість регулювання тяги: здебільшого паливо не вигорає через нестачу кисню.

Автоматика та допоміжне обладнання

Вам вирішувати: просто збільшувати потужність котла або спробувати підвищити його ефективність. Останнє може досягатися установкою автоматики, яка буде підігрівати теплоносій в оптимальні моменти високої різниці температур, підтримуючи постійної температуру повітря. Ефективність нагрівання води в системі може також бути збільшена примусовою циркуляцією і надлишковим тиском.

Існує чималий арсенал засобів утилізації залишкової теплоти - всілякі рекуператори і економайзери. Можна впевнено сказати, що таке оснащення котла добре працює на потужностях понад 40 кВт, але і при менших масштабах обладнання може бути цілком собі ефективним.

рмнт.ру

19.02.16