Как рассчитать мощность твёрдотопливного котла для частного дома?

Правильный расчёт мощности котла должен быть решающим фактором при его выборе для отопления частного дома. От этого зависит стоимость модели, способность обогреть жильё вне зависимости от температуры за окном и эффективность. Расчёт производительности котла на твёрдом топливе можно произвести без специалистов несколькими способами — по упрощённому принципу, исходя из площади и объёма отапливаемых помещений, а также с учётом всевозможных теплопотерь. Задача данного материала — показать, как это делается.

Что такое мощность котла?

Мощность или производительность отопительного котла — это максимально возможное количество вырабатываемой тепловой энергии, которую он способен передать теплоносителю за единицу времени. В характеристиках указывается кВт (киловатт), но технически эти цифры следует воспринимать, как кВт/час. Как узнать мощность котла? Эта информация всегда доступна в описании продукции в каталоге, в руководстве по эксплуатации, на шильдиках и наклейках на корпусе.

Для твердотопливных котлов, как правило, мощность указывается в виде диапазона. Например, в характеристиках модели Huntel JET 55 указано — 17-55 кВт. Это обусловлено тем, что процесс сгорания твёрдого топлива невозможно регулировать от 0 до максимума. Чтобы котёл продолжал работать, в топке необходимо поддерживать минимальное горение. А для указанной конкретной модели при этом выделяется минимум 17 кВт/час энергии.

Что касается заявляемого производителем максимума, то эта цифра зависит не только от самого котла. При определённых условиях эксплуатации она может оказаться недостижимой. Как «выжать» из своего котла всю заявленную мощность, вы также узнаете из этого материала.

Поможем подобрать котел за 2 минуты!

Для этого ответьте всего на 3 вопроса.

Подобрать котел

На что влияет мощность котла для отопления частного дома?

Предварительный расчёт производительности котла для своего дома следует делать из нескольких соображений:

1. Стоимость. Чем мощнее модель, тем дороже она стоит. Вложенные в киловатты средства никогда не окупятся, если они в итоге окажутся «лишними», невостребованными.

2. Попадание на «полку» максимальной эффективности. Любое топливо, особенно твёрдые его виды, отдаёт всю запасённую энергию только при определённых условиях. Чтобы загруженные в котёл дрова не улетали в атмосферу в виде чёрного дыма, в топке должна быть высокая температура. Если купить модель слишком большой мощности, вы будете вынуждены «душить» горение, и до 50% вашего топлива будет тратится исключительно на загрязнение атмосферы.

3. Независимость от погоды. Правильно подобранный котёл сможет обеспечивать комфортную температуру в комнатах при любых морозах.

4. Компенсация теплопотерь. С обогревом помещений справится даже маломощная модель. Однако выработанное котлом тепло далеко не всё используется по назначению. Существенная его часть теряется через конструкции дома — окна, двери, вентиляцию, стены, крышу. Мощности котла должно хватать для компенсации этих теплопотерь.

5. Удобство эксплуатации. Твёрдое топливо — пеллеты, дрова, уголь, брикеты — придётся периодически подзагружать в топку или бункер. От мощности и конструкции котла зависит, насколько часто вы будете вынуждены этим заниматься — пару раз в сутки или ежечасно.

Чем точнее вы выполните расчёт котла отопления, тем больше перечисленных задач сможете решить.

Принцип упрощённого расчёта производительности котла

Этот метод подойдёт для тех, кто не хочет возиться с формулами, глубоко вникать в тему и проживает в хорошо теплоизолированном доме. Принцип предельно простой — 0,1 кВт мощности на каждый 1 м² жилья, плюс 20%. Например, для коттеджа площадью 150 м² расчёт мощности твёрдотопливного котла будет выглядеть следующим образом: 0,1 × 150 × 1,2 = 18 кВт. Добавленные 20% — это запас производительности, необходимой для компенсации возможных теплопотерь. А они неизбежны даже в утеплённом доме с энергоэффективным остеклением.

Несмотря на примитивность методики, используя её, вы с шансами 90% купите себе подходящий по мощности котёл. Если такая точность вас не устраивает, переходите к следующему способу.

Расчёт по объёму отапливаемых помещений

Рассмотрим более точный метод расчёта мощности котла по площади помещения с учётом высоты потолков, разницы между температурами в доме и на улице, а также коэффициента теплопотерь.

Тепловая мощность котла, формула:

Q = V × D°t × k / 850

Q — это производительность котла в кВт.

V — суммарный объём отапливаемых помещений. Чтобы вычислить его, замерьте длину, ширину и высоту всех комнат в доме, перемножьте полученные значения, а затем сложите их вместе. Можно также замерить общую длину и ширину всего дома и узнать его площадь. Затем умножьте площадь на высоту потолков, и получите объём отапливаемых помещений. Обратите внимание, что V в формулу надо подставлять в м³.

D°t — максимально возможная разница между температурой на улице и комфортной температурой в помещениях. Например, если зимой морозы достигают -20°C, а в доме вы хотите +18°C, то D°t = 38.

k — коэффициент от 0,6 до 4. Если дом капитально утеплён, установлены энергосберегающие стеклопакеты, то подставляйте в формулу 0,6. Для кирпичной постройки без утепления — 1…2.

850 — это число, превращающее полученную при расчёте цифру в удобные кВт/ч.

Используя эту формулу, упомянутые в предыдущем способе 20% запаса добавлять уже не нужно.

Как рассчитать мощность котла по площади дома с помощью этой формулы? Рассмотрим на примере дома на 150 м². Высота потолков 3 м. Примем за факт, что жильё качественно утеплено, а разница температур составляет 50°C. При таких исходных данных подбор котла по площади помещения будет выглядеть следующим образом:

Q = (150 × 3) × 50 × 0,6 / 850 = 15,88 кВт ≈ 16 кВт

Как видите, цифра не очень далека от той, которую мы получили в примере с упрощённым расчётом мощности твёрдотопливного котла. Но это только потому, что в формулу мы подставляли «идеальные» вводные. В вашем случае результаты могут различаться существеннее.

Точный расчёт по площади дома с учётом теплопотерь

Для максимально точного расчёта мощности твёрдотопливного котла для отопления дома можно воспользоваться ещё одной формулой. В ней основной упор делается на теплопотери. Рекомендуем применить её, чтобы сопоставить итог с результатами более простых расчётов. Далее выберите ту цифру, которую считаете наиболее приемлемой, либо возьмите среднее арифметическое.

Формула расчёта мощности отопления по площади с учётом теплопотерь:

Q = 0,1 × S × k1 × k2 × … × k7

Q — расчётная производительность котла в кВт.

0,1 — это средняя норма тепловой мощности на 1 м² дома.

S — суммарная площадь дома в м².

k1 — коэффициент теплопотерь через остекление — 1,25 для одинарных стёкол, 1,00 для двойных, 0,85 для тройных.

k2 — теплопотери через остекление с учётом его отношения к площади пола. Чтобы узнать его, разделите площадь окон на площадь пола. При значениях 0,1…0,5 подставляйте коэффициент 0,8…1,2.

k3 — теплопотери через стены. 0,85 для отличной теплоизоляции, 1 для минимальной и 1,27, если она отсутствует.

k4 — теплопотери, зависящие от температуры воздуха на улице. В диапазоне -10…-30°C (с шагом в 5°C) берётся 0,7…1,5 (с шагом 0,2).

k5 — коэффициент, зависящий от количества внешних стен в доме. Если таких, например, 4, то в формулу подставляется 1,4. Если внешних стен 2, то 1,2, и так далее.

k6 — коэффициент, зависящий от высоты потолков в доме. Учитывается в силу того, что большинство тепла, выработанного котлом, скапливается вверху. Принимается за 1 при высоте 2,5 м. На каждые 0,5 м свыше необходимо добавить 0,05. Например, при высоте потолков 3,5 м коэффициент будет 1,1.

k7 — коэффициент теплопотерь через подкровельное пространство. Принимается за единицу, если это холодный чердак. Для утеплённых крыш 0,9. Для мансард 0,8.

Формула только выглядит сложной. На практике, если есть все исходные данные, любой человек с калькулятором сможет рассчитать мощность котла для частного дома.

Как «выжать» из твёрдотопливного котла заявленную мощность?

Как было сказано в самом начале, реальная мощность купленного котла может оказаться далёкой от заявленной производителем. Чтобы выбранная модель полностью реализовывала свой потенциал, придерживайтесь следующих рекомендаций:

1. Используйте только то топливо, которое рекомендовано производителем.

2. Дрова, брикеты, пеллеты — должны быть полностью сухими (не более 12% относительной влажности).

3. Мощность теряется при использовании сырых, подгнивших дров, пеллет слишком мелкой фракции, брикетов с вкраплением негорючего мусора.

4. Большую часть времени в твёрдотопливном котле должно быть интенсивное горение.

5. Чтобы не следить за интенсивностью горения, выбирайте модель с автоматикой.

6. Обустройте тепловой аккумулятор. Так большая часть топлива будет сжигаться с максимальной отдачей.

Не забывайте об обслуживании твёрдотопливного котла. Сажа на стенках теплообменника может снижать максимальную мощность до 30%.