Твердопаливні котли. Розрахунок потужності

Твердопаливні котли популярні у приватному секторі тому, що відрізняються багатьма перевагами. Вони прості, недорогі та економічні. Можна використовувати різні види палива та навіть вибрати конструкцію з автоматичним завантаженням.

Котли даного типу бувають сталеві та чавунні, одно- та двоконтурні, класичні, тривалого горіння та піролізні. А також повітряні, пелетні, котли-плити тощо. Одним словом, вибір на будь-який смак. Однак якщо виникло бажання купити такий опалювальний апарат, то, незалежно від конструкції, треба спочатку визначити його розрахункову потужність.

Розрахунок потужності

Перший метод

К. Чапек у своїй книзі «Рік садівника» писав: «Є тисяча способів розбити сад. Найкращий з них — доручити цю справу садівнику. Тому для визначення потужності котла достатньо перейти за посиланням https://ekonomteplo.com.ua/tverdopalyvni-kotly/ і будь-яким зручним способом зв'язатися з теплотехніком. Фахівець поставить кілька питань щодо умов роботи, після чого швидко розрахує параметри. А також, за потреби, дасть рекомендації щодо особливостей вибору.

Твердопаливний котел традиційного горіння на дровах Hidromix Premium:

Цей метод хороший тим, що, по-перше, замовник набуде точного значення. А по-друге, буде гарантовано виключено якусь принципову помилку розрахунку. Так, приблизну оцінку можна зробити і самому, а потім нівелювати похибку за рахунок запасу потужності. Але якщо припустити серйозний промах, то куплений котел не обігріє добре житлові приміщення. Або, навпаки, виявиться надто потужним, що призведе до переплати за паливо та неадекватної роботи. Він стане швидко нагрівати воду в системі опалення, через що довше перебуватиме в режимі очікування, ніж у робочому стані.

Другий метод

Орієнтовно потужність одноконтурного котла можна визначити за таким алгоритмом. Для будинку з середнім утепленням і стелями висотою від 2,5 м до 3,0 м вважається, що кожен кіловат опалює приблизно 10 кв. м площі. Для інших конструкцій треба враховувати коефіцієнт тепловтрат “k”:

1. Якщо це новий сучасний будинок з посиленою теплоізоляцією, тобто стіни, дах та підлога мають гарне утеплення, а у віконні отвори вставлені подвійні склопакети, то k = 0,8. Або, по-іншому, потужність опалення приймається в межах від 60 до 90 Вт/кв. м.
2. Для будинку з теплоізоляцією середнього рівня k = 1. Це будинки в приватному секторі, збудовані 20-40 років тому. Стіни викладені з подвійної цегляної кладки, дах стандартний і вікон не надто багато. Потужність беруть від 85 до 120 Вт/кв. м.
3. Старий будинок з дерев'яними вхідними дверима і такими самими вікнами. Ізоляція слабка, втрати тепла перевищують 50%. K = 1,2-1,5, потужність становить від 120 до 200 Вт/кв. м.

Розрахунок починається з визначення загальної опалювальної площі. Вважати її не обов'язково, ця цифра завжди вказана в документах на будівлю та домовласник її зазвичай добре знає. Потім площу треба розділити на 10, внаслідок чого вийде «чиста» потужність котла.

Якщо висота стель у будинку перевищує 3,0 м, то треба рахувати не за площею, а за обсягом. Для таких випадків приймають, що кожен кіловат потужності опалює 30 куб. м. обсягу. Порядок дій аналогічний, тільки спочатку площу треба помножити на висоту стель, а потім отриману цифру поділити на 30.

На закінчення у будь-якому випадку треба додати 10-30% запасу потужності для пікових ситуацій.

Приклади.

1) Висота стелі 2,8 м. Старий будинок (k = 1,35). Площа дорівнює 180 кв. м. Розрахунок:

«Чиста» потужність: 180/10 = 18 кВт

З урахуванням коефіцієнта тепловтрат: 18*1,35 = 24,3 кВт

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

Після заокруглення у велику сторону отримуємо потужність котла 30 кВт.

2). Висота стелі 3,5 м. Будинок новий, k = 0,8. Площа 210 кв. м. Розрахунок:

Об'єм будинку: 210*3,5 = 735 куб. м.

«Чиста» потужність: 735/30 = 24,5 кВт

З урахуванням коефіцієнта тепловтрат: 24,5 * 0,8 = 19,6 кВт

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

Відповідь після округлення — 23 квт. Неважко помітити, що для більшого будинку, але побудованого за новими технологіями із сучасних матеріалів з високим ступенем збереження тепла, потрібний був котел потужністю на чверть меншою, ніж для старого.

Облік додатковихних факторів

Складніший алгоритм розрахунку передбачає розрахунок потужності з урахуванням впливу додаткових факторів. Система, яку планують поставити, або вже є, але треба переробити під твердопаливний котел, може бути відкритою або закритою. Циркуляція теплоносія при цьому виходить природньою (гравітаційною) або примусовою. У першому випадку (відкрита гравітаційна) до отриманої потужності опалювального приладу треба додати від 5 до 15%.

Ще один нюанс — кількість теплоносія у системі. Якщо акумулюючий бак відсутній, то води має бути максимум в 3 рази більше, ніж об'єм нагрівальної ємності в котлі. В іншому випадку треба збільшити потужність обігрівача, тому що йому доведеться постійно нагрівати більше рідини.

Додаткові витрати теплової енергії. За наявності бойлера непрямого нагріву на кожні залиті в нього 100 літрів необхідно піднімати розрахункову потужність котла на 10%. Якщо в будинку є приміщення (кімнати, санвузол, кухня) з системою "водяна тепла підлога", то кінцевий результат зросте ще на 15%. У тих випадках, коли опалювальний апарат змонтований у неопалюваній та неутепленій кімнаті, треба додати ще 3-5%.

Вигляд палива. Номінальна теплова потужність, яка вказана у технічному паспорті, є цілком реальною. Але її можна досягти лише в тому випадку, якщо в топці спалюють вугілля з максимальним виділенням тепла при згорянні, тобто антрацит. В інших видів палива тепловиділення менше, через що до формули доводиться вводити ще один підвищуючий коефіцієнт:

• Камінне вугілля — 1,05.
• Буре вугілля — 1,18.
• Торф'яні брикети — 1,25.
• Дрова після двох років сушіння (вологість 15-20%) — 1,25.

Номінальне навантаження характеризується тим, що котел при ньому здатний нормально працювати протягом усього заявленого терміну служби. А при максимальній — лише протягом нетривалого часу. Тому в регіонах з особливо холодними зимами (наприклад, на півночі чи горах) потужність котла бажано підняти ще на 5-15% проти розрахункової.

З урахуванням всього сказаного, наведені вище приклади можна доповнити таким чином:

1) Приблизна розрахункова потужність — 30 квт. Інші умови: гравітаційна циркуляція води в системі та буре вугілля як основний вид палива.

Підсумкова потужність котла: 30 кВт * 1,1 * 1,18 = 38,94 ≈ 39 кВт

2) Приблизна розрахункова потужність — 23 квт. Інші умови: основне паливо — кам'яне вугілля, система закрита, в одній кімнаті змонтована тепла підлога, котел поставлений у неутепленому передпокої.

Підсумкова потужність котла: 23 кВт * 1,05 * 1,15 * 1,04 = 29,88 ≈ 30 кВт

Після введення до уваги коефіцієнтів, які враховують додаткові фактори, кінцеві цифри виявляються точнішими. Для двоконтурного котла значення, набуте за підсумками всіх обчислень, треба збільшити на 40%.