Как рассчитать мощность газового котла

Содержание:

Одним из важнейших критериев, определяющим выбор источника тепла для частного дома, является его тепловая мощность. Ее должно быть достаточно для обогрева всех комнат здания в самые холодные дни. Чтобы правильно подобрать оборудование и потом не беспокоиться о недостатке тепла зимой, стоит выполнить рекомендации о том, как рассчитать мощность газового котла.

Методы выполнения расчетов

Эскиз загородного дома

Менеджеры торговых сетей, продающие нам отопительное оборудование, рекомендуют выполнять расчет газового котла по площади дома. Метод состоит в том, что для определения потребной тепловой мощности принимается укрупненное удельное количество теплоты, приходящееся на 1 м2 отапливаемых помещений. Его значение всегда одинаково и составляет 100 Вт тепловой энергии на 1 м2. По общей площади здания находят количество теплоты, потребное для его отопления, а затем предлагают ближайший теплогенератор из модельного ряда.

Приведенный способ годится для укрупненного расчета, но в нем учтен слишком большой запас, за который вам придется выложить свои деньги. Если для обычных одноэтажных домов это еще приемлемо, то в случае с утепленными зданиями или коттеджами в 2 и более этажа погрешность становится слишком большой. На практике газовый котел мощностью 10 Квт способен обогреть площадь не 100 м2, а 120—130 м2 здания. По этой причине лучше произвести все расчеты самостоятельно, пользуясь более точной методикой, приведенной ниже.

Определение исходных данных

Подготовка Холод проникает в здание двумя способами: через строительные конструкции (наружные стены, окна, двери, кровлю и полы) и вместе с вентиляционным воздухом. Задача системы отопления любого жилого строения – компенсировать тепловые потери через внешние ограждения и нагреть холодный приточный воздух, попадающий в помещения извне. Поэтому и вычисления производятся в два этапа.

Перед тем как рассчитать мощность котла, следует учесть следующие моменты:

  1. Размеры всех строительных конструкций дома. Если проектная документация на здание отсутствует, то надо каждую стену, дверь или окно измерить рулеткой со стороны улицы. При этом для удобства сразу же высчитывать площадь каждого наружного ограждения S (м2).
  2. Толщина внешних ограждений. Когда нет чертежей, ее тоже можно измерить.
  3. Из чего построен дом? Нужно как можно точнее определить материалы стен, кровли, пола.
  4. Температура наружного воздуха в самые холодные дни.
  5. Средняя температура внутри здания, которая вам необходима.

Совет! Обычно наружные стены и другие конструкции коттеджей строятся из нескольких материалов – основного и облицовочного, например, — кирпич и утеплитель. Поэтому для вычислений надо найти толщину каждого слоя δ (м).

Когда состав строительных материалов известен, следует для каждого из них найти в справочной литературе коэффициент теплопроводности λ, он выражается в Вт/(м · ºС). Теперь можно приступать к расчету.

Порядок вычислений

Соотношение теплопотерь через конструкции дома

Первый этап, с которого начинается расчет мощности газового котла, состоит в определении потерь тепла сквозь строительные конструкции. Для начала надо найти термическое сопротивление R (м2 ºС / Вт) каждой из них по формуле:

R = δ / λ

Величину термического сопротивления необходимо найти для каждого слоя стройматериала, из которого состоит та или иная ограждающая конструкция, после чего полученные значения складываются, это показано на примере стены:

Rстены = Rкирпича + Rутеплителя

Следующий шаг – нахождение количества теплоты, уходящего через каждую из стен:

Qстены = 1/Rстены х (tв – tн) х Sстены

В приведенной формуле:

  • Qстены – уходящее через строительную конструкцию тепло, Вт;
  • Sстены – площадь наружного ограждения, найденная ранее, м2;
  • tв – требуемая температура внутри дома, ºС;
  • tн – температура на улице в самые холодные дни, ºС.

По этой же формуле находят количество уходящего тепла сквозь кровлю, окна и двери, остается только просчитать полы. Для подбора котла по площади надо нарисовать план здания, соблюдая масштаб и толщину ограждений. Затем отложить от внешней линии наружной стены 2 м и провести параллельно вторую линию внутри дома, а еще через 2 м – третью.

Зоны

Получились зоны пола шириной 2 м, потребуется найти площадь каждой из них и поочередно подставить в предыдущую формулу:

Q1 зоны = 1/R1 зоны х (tв – tн) х S1 зоны

Для упрощения задачи величины R для каждого сектора прописаны в нормативной документации, и участвуют в подсчете мощности для отопления частного дома. Это избавляет от необходимости определять толщину бетонных или растворных стяжек и коэффициент теплопроводности материалов, так как это не всегда возможно. Данные величины представлены в таблице.

Таблица с данными

Важно! На секторы разбивают только полы, контактирующие с землей, перекрытия второго и последующих этажей в расчет не принимаются!

После нахождения потерь теплоты в каждой зоне все полученные значения складываются:

Qпола = Q1 зоны + Q2 зоны + Q3 зоны + Qостальных полов

Также складываются все результаты подсчетов по ограждающим конструкциям:

Qобщ = Qстен + Qокон + Qдверей + Qкровли + Qполов

Найденная величина Qобщ – это и есть теплопотери всего здания.

Затраты тепла на нагрев вентиляционного воздуха

В помещениях жилого дома для нормальной жизнедеятельности людей, проживающих в нем, организовывается общеобменная вентиляция. Некоторое количество отработанного воздуха удаляется вытяжками, а на его место приходит свежая воздушная масса с улицы. Тепловая мощность газового котла используется для ее нагревания, поэтому нахождение затрат на этот нагрев является вторым этапом вычислений.

Методика расчета проста и берется из школьного курса физики:

Qвент = cm (tв – tн), где:

  • Qвент – теплота для подогрева вентиляционного воздуха, Вт;
  • m – масса подогреваемого воздуха;
  • (tв – tн) – то же, что и в предыдущих формулах;
  • с – значение удельной теплоемкости воздушной смеси, равняется 1.003 кДж / (кг ºС) или 0.28 Вт / (кг ºС).

Массу воздушной смеси для нагрева находят умножением ее количества в м3 на плотность, которая зависит от температуры. Например, плотность воздуха при температуре минус 20 ºС равна 1.396 кг / м3. Числовые значения плотности для различных температур можно отыскать в справочной литературе либо в интернете.

Количество приточного воздуха (м3/ч) определяется в зависимости от назначения жилого помещения. В комнатах с постоянным нахождением людей воздушная среда должна меняться один раз в час, значит, количество будет равным объему этих комнат. Для кухни нормативными документами установлен объем вытяжки в размере 100 м3/ч из-за газовой плиты, для санузла – 25 м3/ч и так далее, данные нормативы есть в соответствующей документации. Объемные расходы воздушных масс во всех комнатах суммируются, переводятся в массу и подставляются в формулу, приведенную выше. На этом второй этап закончен.

Результаты, полученные на первом и втором этапах, складываются и получается искомая величина потребной тепловой мощности. Учитывая, что газовым котлам необходим некоторый нормированный запас для стабильной работы, найденную величину умножают на коэффициент 1.2.

Заключение

Подобным способом мощность вычисляют специалисты по отоплению, обычному домовладельцу такая задача может показаться неподъемной. По этой причине методика несколько упрощена, что не окажет существенного влияния на результат. Потребуется выделить для этого время, запастись терпением и разобраться в вопросе, тогда вы будете уверены в правильном подборе мощности теплогенератора.