Твердотопливные котлы. Расчет мощности

Твердотопливные котлы популярны в частном секторе потому, что отличаются многими достоинствами. Они простые, недорогие и экономичные. Можно использовать разные виды топлива и даже выбрать конструкцию с автоматической загрузкой.

Котлы данного типа бывают стальные и чугунные, одно- и двухконтурные, классические, длительного горения и пиролизные. А также воздушные, пеллетные, котлы-плиты и т.п. Одним словом, выбор на любой вкус. Однако, если возникло желание купить такой отопительный аппарат, то, независимо от конструкции, надо сначала определить его расчетную мощность.

Расчет мощности

Первый метод

К. Чапек в своей книге «Год садовода» писал: «Есть тысяча способов разбить сад. Лучший из них — поручить это дело садовнику». Поэтому для определения мощности котла достаточно перейти по ссылке https://ekonomteplo.com.ua/tverdopalyvni-kotly/ и любым удобным способом связаться с теплотехником. Специалист задаст несколько вопросов по условиям работы, после чего быстро рассчитает параметры. А также, при необходимости, даст рекомендации по особенностям выбора.

Твердотопливный котел традиционного горения на дровах Hidromix Premium:

Данный метод хорош тем, что, во-первых, заказчик получит точное значение. А во-вторых, будет гарантированно исключена какая-нибудь принципиальная ошибка расчета. Да, приблизительную оценку можно сделать и самому, а потом нивелировать погрешность за счет запаса мощности. Но если допустить серьезный промах, то купленный котел не обогреет как следует жилые помещения. Или, наоборот, окажется слишком мощным, что приведет к переплате за топливо и неадекватной работе. Он станет быстро нагревать воду в системе отопления, из-за чего дольше будет находиться в режиме ожидания, чем в рабочем состоянии.

Второй метод

Ориентировочно мощность одноконтурного котла можно определить по следующему алгоритму. Для дома со средним утеплением и потолками высотой от 2,5 м до 3,0 м считается, что каждый киловатт отапливает приблизительно 10 кв. м. площади. Для других конструкций надо учитывать коэффициент теплопотерь “k”:

1. Если это новый современный дом с усиленной теплоизоляцией, то есть стены, крыша и пол имеют хорошее утепление, а в оконные проемы вставлены двойные стеклопакеты, то k = 0,8. Или, говоря по-другому, мощность отопления принимается в пределах от 60 до 90 Вт/кв. м.
2. Для дома с теплоизоляцией среднего уровня k = 1. Это здания в частном секторе, построенные 20-40 лет назад. Стены выложены из двойной кирпичной кладки, крыша стандартная и окон не слишком много. Мощность берут от 85 до 120 Вт/кв. м.
3. Старый дом с деревянной входной дверью и такими же окнами. Изоляция слабая, потери тепла превышают 50%. K = 1,2-1,5, мощность составляет от 120 до 200 Вт/кв. м.

Расчет начинается с определения общей отапливаемой площади. Считать ее не обязательно, эта цифра всегда указана в документах на здание и домовладелец ее обычно хорошо знает. Затем площадь надо разделить на 10, в результате чего получится «чистая» мощность котла.

Если высота потолков в доме превышает 3,0 м, то надо считать не по площади, а по объему. Для таких случаев принимают, что каждый киловатт мощности отапливает 30 куб. м. объема. Порядок действий аналогичный, только сначала площадь надо умножить на высоту потолков, а потом полученную цифру разделить на 30.

В заключение в любом случае надо добавить 10-30% запаса мощности для пиковых ситуаций.

Примеры.

1) Высота потолков 2,8 м. Старый дом (k = 1,35). Площадь равна 180 кв. м. Расчет:

«Чистая» мощность: 180 / 10 = 18 кВт

С учетом коэффициента теплопотерь: 18 * 1,35 = 24,3 кВт

С запасом (20%): 24,3 * 1,2 = 29,16 кВт

После округления в большую сторону получаем мощность котла 30 кВт.

2) Высота потолков 3,5 м. Дом новый, k = 0,8. Площадь 210 кв. м. Расчет:

Объем дома: 210 * 3,5 = 735 куб. м.

«Чистая» мощность: 735 / 30 = 24,5 кВт

С учетом коэффициента теплопотерь: 24,5 * 0,8 = 19,6 кВт

С запасом (15%): 19,6 * 1,15 = 22,54 кВт

Ответ после округления — 23 кВт. Нетрудно заметить, что для более крупного дома, но построенного по новым технологиям из современных материалов с высокой степенью сохранения тепла, потребовался котел мощностью на четверть меньше, чем для старого.

Учет дополнительных факторов

Более сложный алгоритм расчета предполагает расчет мощности с учетом влияния дополнительных факторов. Система, которую планируют поставить, или она уже есть, но надо переделать под твердотопливный котел, может быть открытой или закрытой. Циркуляция теплоносителя при этом получается естественной (гравитационной) либо принудительной. В первом случае (открытая гравитационная) к полученной мощности отопительного прибора надо прибавить от 5% до 15%.

Еще один нюанс — количество теплоносителя в системе. Если аккумулирующий бак отсутствует, то воды должно быть максимум в 3 раза больше, по сравнению с объемом нагревательной емкости в котле. В противном случае надо увеличить мощность отопителя, так как ему придется постоянно нагревать больше жидкости.

Дополнительные расходы тепловой энергии. При наличии бойлера косвенного нагрева на каждые залитые в него 100 литров необходимо поднимать расчетную мощность котла на 10%. Если в доме есть помещения (комнаты, санузел, кухня) с системой «водяной теплый пол», то конечный результат возрастет еще на 15%. В тех случаях, когда отопительный аппарат смонтирован в неотапливаемой и неутепленной комнате, надо добавить еще 3-5%.

Вид топлива. Номинальная тепловая мощность, которая указана в техническом паспорте, является вполне реальной. Но ее можно достичь лишь в том случае, если в топке сжигают уголь с максимальным выделением тепла при сгорании, то есть антрацит. У других видов топлива тепловыделение меньше, из-за чего в формулу приходится вводить еще один повышающий коэффициент:

• Каменный уголь — 1,05.
• Бурый уголь — 1,18.
• Торфяные брикеты — 1,25.
• Дрова после двух лет сушки (влажность 15-20%) — 1,25.

Номинальная нагрузка характеризуется тем, что котел при ней способен нормально работать в течение всего заявленного срока службы. А при максимальной — только в течение непродолжительного времени. Поэтому в регионах с особо холодными зимами (например, на севере или в горах) мощность котла желательно поднять еще на 5-15% против расчетной.

С учетом всего сказанного, приведенные выше примеры можно дополнить следующим образом:

1) Приблизительная расчетная мощность — 30 кВт. Прочие условия: гравитационная циркуляция воды в системе и бурый уголь в качестве основного вида топлива.

Итоговая мощность котла: 30 кВт * 1,1 * 1,18 = 38,94 ≈ 39 кВт

2) Приблизительная расчетная мощность — 23 кВт. Прочие условия: основное топливо — каменный уголь, система закрытая, в одной комнате смонтирован теплый пол, котел поставлен в неутепленной и неотапливаемой прихожей.

Итоговая мощность котла: 23 кВт * 1,05 * 1,15 * 1,04 = 29,88 ≈ 30 кВт

После введения в расчет коэффициентов, которые учитывают дополнительные факторы, конечные цифры оказываются более точными. Для двухконтурного котла значение, полученное по итогам всех вычислений, надо увеличить на 40%.